ANHANG I

TECHNISCHE UND WISSENSCHAFTLICHE BESCHREIBUNG

1. ZWECK UND ANWENDUNGSBEREICH DIESES DOKUMENTS

In diesem Dokument werden der wissenschaftliche Zweck und die technischen Systeme beschrieben, die Forschern im Rahmen des „Extreme Light Infrastructure ERIC“ (ELI ERIC) zur Verfügung stehen werden. Es enthält die spezifischen Aspekte der Einrichtungen, die die Aufnahmemitglieder für das ELI ERIC bereitstellen werden. Dieses Dokument ist für das ELI ERIC für die Festlegung des Gegenstands und die Definition des Begriffs „Betrieb“ entscheidend.

Es enthält die wissenschaftlichen Ziele und den wissenschaftlichen Zweck des ELI ERIC. In einigen Fällen wird gegebenenfalls auf das „ELI-Weißbuch“ verwiesen — das primäre technische ELI-Dokument, das vor der Errichtung erstellt wurde. Einige der im Weißbuch beschriebenen Aspekte der ELI-Vision haben Bestand. Für die Zwecke des vorliegenden Dokuments und der Gründung des ELI ERIC werden allerdings nur die technischen Einrichtungen beschrieben, die die Gründungs- und Aufnahmemitglieder des ERIC bereitstellen.

Der aktuelle wissenschaftliche Gegenstand sowie die technischen Aspekte der ELI-Einrichtungen werden zusammengefasst. Haushaltsaspekte und terminliche Angelegenheiten, die den Beginn des Betriebs betreffen, sind ebenfalls enthalten. Diese Informationen dienen als Referenz für die Satzung des ELI ERIC, insbesondere Artikel 22 — Verpflichtungen und Ressourcen, und bilden die Grundlage für Vereinbarungen zwischen dem ELI ERIC und den Eigentümern von Einrichtungen (Aufnahmeeinrichtungen), im Rahmen derer die ELI-Einrichtungen der Nutzergemeinschaft zur Verfügung gestellt werden. Als solches ist dieses Dokument integraler Bestandteil der Satzung des ELI ERIC bei Gründung des ELI ERIC und dient als Bezugspunkt für Gegenstand und Auftrag der Einrichtungen.

2. EINLEITUNG UND HINTERGRUND

Das „Extreme Light Infrastructure ERIC“ ist eine internationale Lasereinrichtung für Forschungszwecke, mit der das Ziel verfolgt wird, neue interdisziplinäre Forschungsmöglichkeiten zu entwickeln, bei denen extremes Licht aus Laserquellen mit der aktuell maximal verfügbaren Spitzenleistung verwendet wird. Diese Laser und die daraus abgeleitete Sekundärstrahlung werden neue Entdeckungen in zahlreichen wissenschaftlichen Disziplinen und für gesellschaftlich relevante Anwendungen ermöglichen.

Das ELI ERIC ist im Einklang mit der Verordnung (EG) Nr. 723/2009 des Rates (1) eine Forschungsinfrastruktur, die an einem einzigen Standort angesiedelt ist, aber über ihren Sitz hinaus an weiteren Standorten in Aufnahmeländern betrieblich tätig ist. Die ELI-Einrichtungen werden an zwei Standorten in der Tschechischen Republik und Ungarn errichtet. Sie werden einer internationalen wissenschaftlichen Nutzergemeinschaft zur Verfügung gestellt.

Im Jahr 2018 erhielten Gérard Mourou und Donna Strickland für ihre Arbeit zur Verstärkung gechirpter Pulse (Chirped Pulse Amplification — CPA) im Bereich der Lasertechnologie den Nobelpreis für Physik. Dieser Nobelpreis ist in vielerlei Hinsicht besonders für die ELI, da er den Blick zum rechten Zeitpunkt auf die zugrunde liegende Technologie gelenkt hat, die extremes Laserlicht ermöglicht. Mit den ELI-Einrichtungen wird die CPA-Technik vorangetrieben, um bislang unerreichte Spitzenleistungen (siehe Abbildung 1) und eine Vielzahl von Anwendungen für die Grundlagenforschung und zum gesellschaftlichen Nutzen zu ermöglichen.

Das spezifische Ziel des ELI ERIC besteht darin, zwei große Herausforderungen anzugehen, die ursprünglich im ELI-Weißbuch genannt wurden und die weiterhin relevant sind, und entsprechend Folgendes zu entwickeln:

— Hochenergiestrahlen und Röntgenstrahlen: ultrakurze Teilchenstrahlung (> 10 GeV) und Strahlenbündel (bis zu wenigen MeV) aus kompakten Laserplasma-Beschleunigern.

— Attosekundenwissenschaft: Momentaufnahme der Elektronendynamik in Atomen, Molekülen, Plasmen und Feststoffen im Attosekundenbereich.

Insbesondere:

— Der Schwerpunkt der ELI-Beamlines in Dolní Břežany (nahe Prag) in der Tschechischen Republik liegt auf der Entwicklung von Sekundärquellen für Strahlung und Teilchen mit kurzen Pulsen sowie deren multidisziplinären Anwendungen in der Molekular-, Biomedizin- und Werkstoffwissenschaft, der Physik dichter Plasmen und warmer dichter Materie sowie der Laborastrophysik. Darüber hinaus wird die Einrichtung ihre Laser mit hoher Leistung und hoher Wiederholrate für Hochfeldphysik-Experimente mit einer gebündelten Intensität von etwa 1023 W/cm2 einsetzen, in denen die Physik exotischer Plasmen und nicht lineare QED-Effekte untersucht werden. — Die ELI Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) in Szeged in Ungarn wird eine einzigartige Einrichtung, die Lichtquellen zwischen dem Thz- (1012 Hz) und dem Röntgenfrequenzbereich (1018–1019 Hz) in Form ultrakurzer Pulse mit hoher Wiederholrate bereitstellt. ELI-ALPS ist der ultraschnellen Dynamik gewidmet: Hier können Momentaufnahmen der Elektronendynamik in Atomen, Molekülen, Plasmen und Feststoffen im Attosekundenbereich (10–18 s) erstellt werden. Außerdem wird hier Forschung mit ultraintensiven Lasern betrieben.

Die ELI-Einrichtungen werden eine Reihe an Systemen zur Verfügung stellen, die über die aktuell höchste Leistungsfähigkeit verfügen und die kürzesten Pulse bieten. Genauer gesagt wird die ELI die erste Infrastruktur für die grundlegende Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie im ultrarelativistischen Bereich (I > 1024 W/cm2) sein. In den Einrichtungen wird bereits eine neue Generation innovativer, sehr kompakter Strahllinien getestet, die Bündel energetischer Teilchen und Strahlen im Femtosekunden- (10–15 s) bis Attosekundenbereich (10–18 s) liefern.

Angesichts dieser Vielfalt an Forschungstätigkeiten dürften die ELI-Einrichtungen mittel- und langfristig erhebliche gesellschaftliche Vorteile mit sich bringen und Innovationen vorantreiben, einschließlich einer verbesserten onkologischen Behandlung (Ionenstrahlen), medizinischer und biomedizinischer Bildgebung, einer neuen Generation von Photonik und der Entwicklung neuer Methoden zur Behandlung radioaktiver Abfälle durch Transmutation.

Insgesamt machen die ELI-Anlagen fast 54 000 m2 an zwei Standorten aus und werden voraussichtlich bis zu 600 Wissenschaftler, Techniker und Hilfskräfte beschäftigen.

Abbildung 1

Fokussierte Spitzenintensitäten im Zeitverlauf (*1)

Gemäß dem ursprünglich im Jahr 2011 vorgestellten ELI-Weißbuch besteht die Vision für die Einrichtung darin, die Grenzen des „extremen Lichts“ und der Lasertechnologie zu verschieben, was heute relevanter ist denn je:

„Die heute vorherrschenden Spezifikationen für Hochleistungslasersysteme zeichnen sich durch eine Spitzenleistung zwischen einem und zwei Petawatt (PW) bei sehr niedrigen Wiederholraten (unter Hz-Bereich) aus, die sich seit über einem Jahrzehnt [mittlerweile zwei] nicht verschoben hat. Die Mehrzahl der Hochleistungssysteme liegt jedoch noch immer bei rund 100 TW. Die ELI und ihre nationalen Vorläuferprojekte wie ILE und Vulcan-10PW werden die Spitzenleistung einzelner Laser(-Module) in den 10-PW-Bereich oder ein Vielfaches davon verschieben, und zwar bei deutlich höheren Wiederholraten, was für beide Parameter einer Entwicklung von mehr als einer Größenordnung entspricht.“

Diese Vision ebnet den Weg für noch leistungsfähigere, kombinierte und kohärente Lasersysteme mit 100 PW, die in künftigen ELI-Einrichtungen realisiert werden sollen — und zwar auf der Grundlage von Technologien, die in ELI-Einrichtungen zum allerersten Mal zum Einsatz kommen. Diese Systeme eröffnen eine neue Art der Wechselwirkung und ermöglichen es zum ersten Mal, über die Atomphysik hinauszugehen, um Materieschichten zu erkunden, die für die Kernphysik, die Hochenergie-Teilchenphysik und die Astrophysik relevant sind — Forschungsfelder, die traditionell mit Hochenergie-Teilchenbeschleunigern untersucht wurden. Es wird erwartet, dass die ELI einen völlig neuen Forschungsansatz im Bereich der Grundlagenphysik bringen wird. Im Kern der ELI geht es um die ultrarelativistische Laserstrahlung, die Folgendes ermöglicht:

— das stärkste elektromagnetische Feld,

— die Möglichkeit, Materie, Elektronen und Ionen mit relativistischer Geschwindigkeit durch Licht zu bewegen,

— die Erzeugung einer kohärenten oder inkohärenten hochenergetischen Strahlung, X oder γ,

— die Möglichkeit, viel kürzere Pulse als derzeit möglich zu erzeugen, möglicherweise sogar kürzer als im Attosekundenbereich.

Diese vier einzigartigen Merkmale sorgen für sich allein oder in Kombination für eine neue Reihe leistungsfähiger struktureller dynamischer Instrumente.

3. DAS VERHÄLTNIS DER ELI-EINRICHTUNGEN ZUM „EXTREME LIGHT INFRASTRUCTURE“ ERIC

Der Zugang zu den ELI-Einrichtungen wird gemäß Artikel 2 Absatz 2 Buchstabe a der Satzung des ELI ERIC und der in Artikel 6 der Satzung des ELI ERIC festgelegten Zugangsregelung für Nutzer sowie den in der Charta der Europäischen Union für den Zugang zu Forschungsinfrastrukturen (2) festgeschriebenen Grundsätzen auf Wettbewerb beruhen, international ausgerichtet sein und Nutzern aus den Mitgliedsländern und Drittstaaten offenstehen. Der „Zugang für Nutzer“ muss einer Peer Review unterzogen werden. Das ELI ERIC stellt einen gemeinsamen Zugangspunkt, der alle verfügbaren Kapazitäten der ELI-Einrichtungen in integrierter Weise enthält, für Nutzer zur Verfügung, die auf eine einheitliche Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen reagieren.

Aus wissenschaftlicher Sicht ist der Zugang „offen“, die ELI-Einrichtungen stehen also Forschern aus den Mitgliedsländern und aus Drittstaaten offen. Die Vorschläge beruhen auf Wettbewerb und „offen“ bedeutet auch, dass die Daten und die etwaige Verwendung der Daten in Veröffentlichungen für jedermann zugänglich und überprüfbar sein müssen.

Neben dem „offenen“ Zugang ist ein „proprietärer“ Zugang möglich, der vom Nutzer bezahlt wird, sodass die Ergebnisse in Form von Daten Eigentum des Nutzers und „geschlossen“ sein können.

Darüber hinaus wird es Möglichkeiten des Zugangs für auftragsbezogene Ziele geben. Dies kann bei thematisch ausgerichteter Forschung in bestimmten Disziplinen der Fall sein und die technologische Entwicklung im Hinblick auf die Zusammenarbeit bei Innovationen und der Auftragsvergabe umfassen. Aus- und Fortbildung zum Ausbau der Kapazität ist eine Priorität für die Mitglieder und den Europäischen Forschungsraum, kann sich aber auch über die Mitglieder hinaus erstrecken.

Die Aufnahmemitglieder verpflichten sich als Teil ihres Beitrags, dem ELI ERIC die ELI-Einrichtungen zur Verfügung zu stellen. Dieser kostenfreie Beitrag der Aufnahmemitglieder liegt im öffentlichen Interesse und die Kosten der Bauinvestition werden nicht amortisiert oder in die Betriebskosten einbezogen. Die Bereitstellung erfordert oder impliziert keine teilweise oder vollständige Übertragung des Eigentums an den Einrichtungen und schließt diese nicht aus. Bereitstellung wird in diesem spezifischen Kontext vom ELI ERIC und seinen Aufnahmeländern als uneingeschränkter Zugang zu, Kontrolle über und Verantwortung für die jeweiligen Einrichtungen definiert. Sie ist gesetzlich durch spezifische Vereinbarungen über den Betrieb von Einrichtungen zwischen dem ELI ERIC, dem Aufnahmemitglied und gegebenenfalls den Eigentümern der ELI-Einrichtungen geregelt.

Diese Vereinbarungen betreffen den Betrieb, die Unterstützung und Verwaltung der Einrichtungen und beziehen sich direkt auf die Satzung des ELI ERIC, um so die entsprechende Rechtsgrundlage zu schaffen. Bereits bestehende Verpflichtungen, Verbindlichkeiten und Pflichten, einschließlich derjenigen, die in Vorhaben der europäischen Struktur- und Investitionsfonds (im Folgenden „ESI-Fonds“) festgelegt sind, werden berücksichtigt. Die Vereinbarungen werden im Betriebsmanagementmodell für das ELI ERIC weiter erörtert und umfassen in Bezug auf die Bereitstellung zwei Arten von Meilensteinen:

— Technische Meilensteine — siehe unten, d. h. spezifische Instrumentenausstattungen und Versuchsstände, funktionsfähig und in einem für die Nutzer einsatzfähigen Zustand, die von einer Jury aus unabhängigen Sachverständigen empfohlen und von der VV des ELI ERIC genehmigt wurden,

— Organisatorische Meilensteine — organisatorische Meilensteine werden für jede ELI-Einrichtung separat festgelegt.

Dieser Ansatz muss im Einklang mit dem erklärten Ziel der Satzung des ELI ERIC stehen, als eine einzige juristische Person zu agieren und sich in eine Richtung zu entwickeln, die mit anderen führenden Forschungsinfrastrukturen vergleichbar ist, d. h., in Richtung einer gemeinsamen integrierten Organisation und Verwaltung im Sinne des Artikels 3 Absatz 1 der Satzung des ELI ERIC.

Die folgenden Abschnitte enthalten detaillierte Beschreibungen jeder ELI-Einrichtung und beschreiben den wesentlichen wissenschaftlichen und technischen Charakter der einzelnen Einrichtungen. Sie bilden eine wichtige Grundlage für den oben beschriebenen Ansatz für die Bereitstellung der ELI-Einrichtungen. Ferner werden der Zeitplan für die Bereitstellung des „Zugangs für Nutzer“ für jede Einrichtung und die veranschlagten Kosten des künftigen Betriebs für die ersten drei Jahre (einschließlich der ersten beiden Jahre des Stetigbetriebs) beschrieben. In den Abschnitten wird kurz der derzeitige rechtliche Status jeder ELI-Einrichtung erläutert und dargelegt, wie sich dieser auf den künftigen Zugang zum ELI ERIC auswirken könnte.

4. ELI ATTOSECOND LIGHT PULSE SOURCE (ELI-ALPS)

Die ELI-Einrichtung Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) in Szeged (Ungarn) wird innerhalb des ELI ERIC für eine internationale Gemeinschaft ein breites Spektrum an Strahlungs- und Teilchenquellen zur Verfügung stellen, die spezifikationsgetreu und betrieblich konstant energetische Pulse von ultrakurzer Dauer und eine kohärente Strahlung im Attosekundenbereich (10-18 s) aussenden. Es handelt sich um eine einzelne Einrichtung auf der grünen Wiese mit mehr als 24 000 m2, die voraussichtlich rund 200 Mitarbeiter beschäftigen wird.

Eigentümerin der ELI-ALPS-Einrichtung ist derzeit die ELI-HU Non-Profit Ltd. (ELI-HU), ein unabhängiges staatseigenes gemeinnütziges Unternehmen, das zu 90 % im Eigentum des ungarischen Staates und zu 10 % im Eigentum lokaler Interessenträger steht. ELI-HU hat in Ungarn volle Autonomie und den Status einer juristischen Person.

4.1. Technische Struktur und Quellen

Die Hauptaufgabe der ELI-ALPS Szeged besteht darin, eine breite Palette ultrakurzer Lichtquellen für die internationalen Nutzergruppen der Wissenschaftsgemeinschaft zugänglich zu machen. Laserinduzierte Sekundärquellen, die kohärente Ultraviolettstrahlung (XUV) und Röntgenstrahlung mit einer Pulsdauer im Attosekundenbereich aussenden, stellen für die ELI-ALPS eine wichtige Forschungsinitiative dar. Ein Nebenzweck der Einrichtung besteht darin, zu wissenschaftlichen und technologischen Entwicklungen beizutragen, die für Laser mit hoher Spitzenleistung und Laser mit hoher Durchschnittsleistung erforderlich sind.

Tabelle 1

ELI-ALPS: Vorgesehene Leistungsparameter für Laserquellen @ Laserausgang

PRIMÄRE LASERQUELLEN Spitzenleistung Durchschnittsleistung Pulsenergie Pulsdauer Wiederholrate ELI-ALPS HR1 > 0,13 TW > 0,16 TW 100 W 80 W > 1 mJ > 0,8 mJ < 2,2 Zyklen < 1,9 Zyklen 100 kHz HR2 > 1 TW 500 W > 5 mJ < 1,8 Zyklen (< 6 fs) 100 kHz MIR > 3,6 GW 15 W > 0,15 mJ < 4 Zyklen (< 42 fs) 100 kHz MIR HE — geplante Erweiterung ~ 0,5 TW 15 W ~ 15 mJ @ 3 μm ~ 20 mJ @ 1,5 μm ~ 3 Zyklen (30 fs) 1 kHz SYLOS2 > 5 TW 35 W > 35 mJ < 2,2 Zyklen (< 7 fs) 1 kHz SYLOS3 — geplante Erweiterung ~ 15 TW 120 W ~ 120 mJ ~ 2,5 Zyklen (~ 8 fs) 1 kHz SYLOS Experiment Alignment 3 TW 0,4 W > 40 mJ < 12 fs 10 Hz HF PW > 2 PW 340 W 34 J 17 fs 10 Hz THz Pump > 1 TW 25 W > 500 mJ 0,5 ps 50 Hz

Die ELI-ALPS-Infrastruktur bietet den Nutzern in den Bereichen wissenschaftliche Forschung und industrielle Anwendungen primäre Laserpulse in Verbindung mit einer beeindruckenden Palette synchronisierter sekundärer Licht- und Teilchenpulse. Zu den herausragenden Parametern dieser Quellen gehören:

— Pulse mit wenigen Zyklen, von Terahertz/Infrarot bis Petahertz/Ultraviolett, mit einer beeindruckenden Wiederholrate zwischen 10 Hz und 100 kHz

— Weiche und harte Röntgenpulse im Attosekunden- und extremen ultravioletten Bereich mit einer Wiederholrate zwischen 10 Hz und 100 kHz und einer Pulsenergie von wenigen μJ bis mJ

— Relativistische und ultrarelativistische Teilchenquellen und Röntgenquellen zur Erzeugung einer räumlich kohärenten Strahlung im Femtosekundenbereich

— Kontrollierte ultrarelativistische Pulsformen mit ultrahohem Kontrast und einer Wiederholrate von wenigen Hz bis zu kHz

Eine parallele Aufgabe der ELI-ALPS besteht darin, gemeinsam mit den anderen ELI-Einrichtung einen Beitrag zu den technologischen Entwicklungen bei Lasern mit hoher Spitzenleistung und Lasern mit hoher Durchschnittsleistung zu leisten, insbesondere für die Attowissenschaft und relevante Anwendungen. Der Umstand, dass Attosekundenpulse und modernste Laser (einschließlich PW-Lasern) innerhalb ein und derselben Anlage verfügbar sind, bietet einzigartige zeitauflösende Untersuchungsmöglichkeiten sowohl für die nicht relativistische als auch für die relativistische Wechselwirkung von Licht mit allen vier Phasen von Materie.

Mit der ELI-ALPS sollen durch Ausstrahlungseffekte schwerpunktmäßig industrielle Anwendungen gefördert werden. Dies schließt auch die möglicherweise starken Effekte für die umliegende Region ein, in der ein großer Wissenschaftspark entsteht.

Tabelle 2

ELI-ALPS Meilensteine für Laserquellen

VERFÜGBARKEIT VON LASERQUELLEN ELI-ALPS INBETRIEBNAHME AB ZUGANG FÜR NUTZER HR1 10.2017 Verfügbar (0,8 mJ, < 1,9 Zyklen) 11.2021 (vollständige Spezifikation) HR2 3.2021 5.2021 MIR 10.2017 Verfügbar MIR HE — GEPLANTE ERWEITERUNG 10.2022 1.2023 SYLOS2 3.2019 Verfügbar SYLOS3 — GEPLANTE ERWEITERUNG 10.2022 1.2023 SYLOS EXP ALIGNMENT 12.2018 Verfügbar HF PW 5.2018 10.2021 THZ PUMP 1.2021 3.2021

4.2. Versuchsstände

Abbildung 2

Plan der Versuchsstände in der ELI-ALPS

Die ELI-ALPS bietet zahlreiche ultrakurze hochintensive Laserpulse auf dem aktuellen Stand der Technik in Kombination mit modernsten Sekundärquellen und fortschrittlichen Versuchsständen für Nutzer, wodurch ein hervorragendes Umfeld für die Grundlagenforschung und angewandte wissenschaftliche Forschung geschaffen wird. Es gibt einige Bereiche, in denen die ELI-ALPS von Anfang an weltweit führend sein wird:

— Wissenschaft der Valenz- und Kernelektronen — die Dynamik von Valenz- und Kernelektronen kann mithilfe von Pulswechselwirkungen im Attosekundenbereich einzeln überwacht und kontrolliert werden.

— Visualisierung von ultraschneller Strukturdynamik und Korrelationseffekten — Kombinationen von Quellen mit ultrakurzen Pulsen und kurzen Wellenlängen ermöglichen die Visualisierung der Ladungsdynamik in komplexen und (stark) korrelierten Systemen.

— Ultraschnelle Dynamik an Oberflächen und in kondensierter Materie — fortschrittlichste Attosekundenquellen mit einer hohen Wiederholrate in Verbindung mit einem hoch entwickelten NanoEsca-Versuchsstand eröffnen einzigartige Möglichkeiten für die Forschung an Oberflächen und in kondensierter Materie.

— Plasma-Attowissenschaft — relativistische Pulse mit wenigen Zyklen oder PW-Pulse mit herausragendem räumlichen und zeitlichen Kontrast werden zur Untersuchung, Optimierung und Anwendung von Verfahren zur Emission von Sub-Zyklen eingesetzt, die der Untersuchung von relativistischer Oberflächendynamik, relativistischer Pulsformung, Radiobiologie usw. dienen.

— THz-Strahlenforschung — hochintensive, ultrakurze THz-Quellen mit einem beispiellosen Spitzenwert elektrischer Feldstärke (bis zu 5 MV/cm) und einer Pulsenergie von 1 mJ werden im Frequenzbereich von 0,1 bis 2 THz zur Verfügung stehen.

Die einzigartige Kombination der Strahlungsquellen mit hoher Wiederholrate an der ELI, die das elektromagnetische Spektrum von Röntgenstrahlen bis ins ferne Infrarot und THz abdecken, macht diese Einrichtung für die Erforschung komplexer, angewandter Systeme sehr attraktiv. Zu den Bereichen der angewandten Forschung gehören neuartige Attosekundenquellen, neue Teilchenquellen, Nanotechnologie, Kulturerbe, biologische Bildgebung und biomedizinische Anwendungen wie etwa fortschrittliche Phasenkontrast-Tomographie und multidimensionale Spektroskopie.

Tabelle 3

Meilensteine Sekundärquellen ELI-ALPS

SEKUNDÄRQUELLEN ELI-ALPS INBETRIEBNAHME AB ZUGANG FÜR NUTZER GHHG HR1 & 2 GAS (LTA4) 8.2018 12.2021 (HR1) 7.2021 (HR2) GHHG HR1 & 2 CONDENSED (LTA3) 10.2020 12.2021 (HR1) 7.2021 (HR2) GHHG SYLOS COMPACT (LTA2) 3.2020 7.2021 GHHG SYLOS LONG (LTA1) 1.2021 2.2022 SHHG SYLOS (MTA) 11.2021 1.2023 SHHG HF (HTA) 6.2022 1.2023 MIR HE GENERATED ATTO — GEPLANTE ERWEITERUNG 1.2023 4.2023 THZ SPECTROSCOPY (THZ) 10.2019 2.2020 THZ HIGH ENERGY (THZ) 7.2021 12.2021 ELECTRON-SYLOS (MTA) 12.2021 4.2022 ELECTRON PW — GEPLANTE ERWEITERUNG (HTA) 1.2023 4.2023 ION BEAMLINE — MÖGLICHE ERWEITERUNG 9.2023 12.2024





Tabelle 4

Meilensteine Versuchsstände in der ELI-ALPS

VERSUCHSSTÄNDE ELI-ALPS INBETRIEBNAHME AB ZUGANG FÜR NUTZER REAKTIONSMIKROSKOP 6.2021 9.2021 VERSUCHSSTAND VMI-SPEKTROMETER 8.2020 10.2020 STATION KONDENSIERTE MATERIE (NANOESCA) 12.2019 6.2020 (eigenständig) 7.2021 (mit Attosekunde) E-SPEKTROMETER MAGNETISCHE FLASCHE 4.2021 12.2021 NANOWISSENSCHAFT U. NANOFABRIKATION 6.2018 12.2019 BETATRON-BILDGEBUNG — GEPLANTE ERWEITERUNG 4.2023 12.2023 KONTROLLSTAND FÜR CHEMISCHE REAKTIONEN 6.2020 8.2020 VERSUCHSSTAND FLÜSSIGKEITSSTRAHL 4.2022 8.2022 MULTIDIMENSIONALE SPEKTROSKOPIE (FEMTOBIOLOGIE) — GEPLANTE ERWEITERUNG 8.2021 12.2021 VERSUCHSSTAND HOCHFELDPHYSIK (PW-ZIELBEREICH) 12.2022 2.2023 RADIOBIOLOGIE/BIOMEDIZIN 8.2018 2.2020

In der vorstehenden Tabelle sind die Versuchsstände aufgeführt, die dem ELI ERIC voraussichtlich im Rahmen des „Zugangs für Nutzer“ in den kommenden Jahren zur Verfügung stehen werden. Hierbei handelt es sich um die entscheidenden technischen Meilensteine für die ELI-ALPS und Ungarn als Aufnahmeland des ELI ERIC. Es wird erwartet, dass die Versuchsstände zu unterschiedlichen Zeitpunkten zur Verfügung stehen werden. Sobald der letzte Versuchsstand für Nutzer zugänglich gemacht wird, geht die Einrichtung in den „Stetigbetrieb“ über. Darüber hinaus enthält die vorstehende Tabelle geplante Erweiterungen der Einrichtung, die Gegenstand einer künftigen Überprüfung und Überlegungen des ELI ERIC sein werden.

Im Zuge der Inbetriebnahme primärer Laser- und Beschleunigungsquellen werden frühe Nutzergruppen dazu beitragen, die Quellen zu beschreiben und die Errichtung der Versuchsstände abzuschließen. Diese Tätigkeiten werden direkt über die ELI-ALPS verwaltet und eingeleitet. Die ersten Laser (MIR, HR1) wurden Ende 2017 in Betrieb genommen und so haben die ersten internationalen Nutzergruppen (FORTH Griechenland, ETH Zürich, CEA Frankreich, Hebräische Universität, Universität Freiburg, Universität Aarhus, Universität Limoges, MPQ Garching, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Wissenschaft & Technologie Gwangju (Südkorea), Wigner-Forschungszentrum (Ungarn)) bereits Unterstützung bei der Inbetriebnahme erhalten.

Wenn die Versuchsstände — unterstützt von einer funktionierenden Primärquelle und/oder einer Sekundärquelle — nach und nach in Betrieb genommen werden und online gehen, läuft das Programm für den Nutzerzugang an und das ELI ERIC kann damit beginnen, Vorschläge für die betreffenden Versuchsstände anzunehmen.

Die Bestätigung und Abnahme eines jeden Versuchsstands wird überwacht und unabhängige Sachverständige, Sachverständige der ELI-ALPS und der anderen ELI-Einrichtung führen eine förmliche „Überprüfung der funktionalen Abnahme“ durch, bestätigen, dass die Versuchsstände für die Nutzer bereit sind und sprechen eine förmliche Empfehlung an den ISTAC und die VV des ELI ERIC aus.

4.3. Zugang für Nutzer und Betriebsarten

Die Zugangsmodalitäten sind Nutzern anderer führender Laser- und Forschungseinrichtungen vertraut. Es wird erwartet, dass die Experimente innerhalb von Tagen — in einigen Fällen von Wochen — durchgeführt werden. Insgesamt soll die Einrichtung 1 760 Stunden/Jahr [220 Tage/Jahr X 8 Stunden/Tag] verfügbar sein.

4.4. Aspekte in Bezug auf den Betrieb und die Beziehung zwischen dem ELI ERIC und der ELI-ALPS

Das ELI ERIC hat den Auftrag, den Zugang zur ELI-ALPS-Einrichtung zu verwalten, sobald diese zugänglich ist. Die physische Einrichtung steht hingegen im Eigentum der ELI-HU Non-Profit Ltd. (ELI-HU), die die Einrichtung von Beginn an verwaltet. Es ist eine „Forschungseinrichtung“ im Sinne der Vorschriften für staatliche Beihilfen für Forschung und Entwicklung.

Neben den oben genannten wichtigen technischen und wissenschaftlichen Meilensteinen gibt es mit Blick auf die übergeordnete Integration der ELI-ALPS in das ELI ERIC auch organisatorische Meilensteine. Diese organisatorischen Meilensteine sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle 5

Geplante Meilensteine für den organisatorischen Übergang von ELI-ALPS

INTEGRIERTES ORGANISATIONSMODELL FÜR DIE ELI-ALPS 2020 2021 2022 GOVERNANCE X X X WISSENSCHAFTSPOLITIK X X X ZUGANG FÜR NUTZER — X X HAUSHALT — X X BESCHÄFTIGUNGSPOLITIK — — X TECHNOLOGIEMANAGEMENT — — X ANLAGENMANAGEMENT — — X RECHTLICHE FRAGEN & HAFTUNG — X X VERWALTUNG — X X

Im Falle der ELI-ALPS werden die Tätigkeiten über einen Zeitraum von mindestens zwei Jahren auf das ELI ERIC übergehen, wobei einige Tätigkeiten erst am Ende des Zeitraums übergehen. Zusammen mit den für die Versuchsstände aufgeführten technischen Meilensteinen kann ein Gesamtplan für den Übergang festgelegt werden.

In der nachstehenden Tabelle sind die mit Blick auf den Zugang für Nutzer veranschlagten Kosten aufgeführt, die an der ELI-ALPS für den Betrieb der Einrichtung im Auftrag des ELI ERIC ab dem Zeitraum 2020-2021, dem Übergangszeitraum, entstehen. Dies ist der Zeitraum, in dem voraussichtlich die Verantwortung, die Ressourcen und die Vermögenswerte von ELI-HU auf das ELI ERIC übertragen werden.

Tabelle 6

Veranschlagte Kosten für den Zugang zur ELI-ALPS

(in EUR) ELI-ALPS 2020 2021 2022 2023 2024 Direkte Personalkosten 1 729 009 2 950 040 3 590 338 3 782 380 Direkte Hardwarekosten 2 425 972 3 766 587 5 098 323 5 371 024 Personalkosten + Hardwarekosten 4 154 981 6 716 627 8 688 661 9 153 404 Personalkosten + HW %/insgesamt 27 % 37 % 42 % 42 % Indirekte Kosten 11 249 019 11 281 373 12 194 339 12 846 596 Gesamtkosten für die ELI-ALPS 15 404 000 17 998 000 20 883 000 22 000 000

5. ELI Beamlines (ELI-BL)

Die ELI-Beamlines-Anlage (ELI-BL) in Dolní Břežany in der Nähe von Prag (Tschechische Republik) ermöglicht verschiedene Experimente für eine Reihe von Nutzern und bietet — wie im Namen betont — verschiedene Laserlinien. Sie ist auf Hochenergie und eine hohe Wiederholrate ausgelegt. Es handelt sich um eine Einrichtung auf der grünen Wiese mit mehr als 30 000 m2, die voraussichtlich etwa 200-300 Hilfskräfte beschäftigen wird.

Die Einrichtung ist Eigentum des und wird geleitet vom Institut für Physik der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik, das in der Tschechischen Republik als öffentliche Forschungseinrichtung vollkommen autonom handelt und mit eigener Rechtspersönlichkeit ausgestattet ist.

5.1. Technische Struktur und Quellen

Tabelle 7

Geplante Leistungsparameter Laserquellen in der ELI-BL

PRIMÄRE LASERQUELLEN Spitzenleistung Pulsenergie Pulsdauer Wiederholrate ELI-BL L1 > 5 TW 100 mJ < 20 fs 1 kHz L2 OPCPA, zwei Farben 100 TW ≥ 3J OPCPA/1 mJ MIR ≤ 20 fs 20 Hz L3 ≥ PW ≥ 30 J ≤ 30 fs 10 Hz L4f 10 PW ≥ 1,5 kJ ≤ 150 fs 1 Schuss pro Minute L4n ≥ 1,5 kJ ns 1 Schuss pro Minute L4p ≤ 1 PW 150 J 150 fs—150 ps 1 Schuss pro Minute Astrella 6 & 10 mJ 20 fs 1 kHz Biolaser 6 mJ Stabilisierung CEP 20 fs 1 kHz





Tabelle 8

Meilensteine für den Zugang zu Strahllinien in der ELI-BL

LASERQUELLEN ELI-BL INBETRIEBNAHME BEGONNEN ZUGANG FÜR NUTZER L1 1.2018 12.2019 (30 mJ) 12.2020 (50 mJ) 12.2021 (100 mJ) L2 1.2022 6.2022 L3 11.2017 7.2018 (0,4 PW) 12.2019 (1 PW) L4F 9.2018 6.2020 L4N 9.2018 1.2021 L4P 6.2022 12.2022 ASTRELLA 2.2018 4.2018 BIOLASER 4.2018 6.2018

Der Schwerpunkt liegt auf möglichen Anwendungen in verschiedenen Bereichen von gesellschaftlicher Bedeutung, wie z. B. der Medizin oder Biologie. Die ELI-BL schafft gemeinsam mit dem mit der Entwicklung und dem Transfer von Lasertechnologien befassten HiLASE-Zentrum (ebenfalls im Eigentum und unter der Leitung des Instituts für Physik der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik) günstige Rahmenbedingungen für eine intensive Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie. Das HiLASE-Zentrum zieht bereits Unternehmen und Spin-offs aus verschiedenen Bereichen an und ist in der sogenannten STAR-Region (Science and Technology Advanced Region) im Umfeld der ELI-BL-Einrichtung angesiedelt.

5.2. Versuchsstände

Abbildung 3

Anordnung der Versuchsstände in der ELI-BL

Die in Festkörper-Gas-Wechselwirkungen erzeugten ultrakurzen und ultraintensiven Lichtpulse und Teilchen werden ein breites Spektrum von Projekten in der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung in der Chemie, Biologie, Medizintechnik, Entwicklung neuer Werkstoffe und anderen Bereichen ermöglichen. Forschungstätigkeiten können in der ELI-BL-Einrichtung in sechs Versuchshallen stattfinden.

Tabelle 9

Sekundärquellen/Strahllinien und Meilensteine der ELI-BL

SEKUNDÄRQUELLEN DER ELI-BL QUELLE INBETRIEBNAHME BEGONNEN ZUGANG FÜR NUTZER E1: RÖNTGENQUELLEN HHG 2.2018 1.2019 E1: RÖNTGENQUELLEN PXS 3.2018 4.2019 E2: RÖNTGENQUELLEN Betatron 6.2019 11.2019 E2: RÖNTGENQUELLEN — FINANZIERTE ERWEITERUNG Compton 1.2020 12.2020 E5: LASERUNDULATOR RÖNTGENQUELLEN LUIS 3.2019 6.2020 E4: IONENBESCHLEUNIGUNG ELIMAIA 11.2018 10.2019 E5: ELEKTRONENBESCHLEUNIGUNG HELL 1.2019 3.2020





Tabelle 10

Versuchsstände und Meilensteine der ELI-BL

VERSUCHSSTÄNDE IN DER ELI-BL VERSUCHSSTAND INBETRIEBNAHME BEGONNEN ZUGANG FÜR NUTZER E1: MATERIAL- UND BIOMOLEKULARANWENDUNGEN MAC 4.2018 1.2019 E1: MATERIAL- UND BIOMOLEKULARANWENDUNGEN Trex 6.2018 5.2019 E1: MATERIAL- UND BIOMOLEKULARANWENDUNGEN SRS 6.2018 3.2019 E1: MATERIAL- UND BIOMOLEKULARANWENDUNGEN ELIps 9.2018 3.2019 E2: RÖNTGENQUELLEN — FINANZIERTE ERWEITERUNG Compton-Station 7.2021 7.2022 E5: LASERUNDULATOR RÖNTGENQUELLEN LUIS-Versuchsstand 3.2019 6.2021 E3: PLATTFORM FÜR PLASMAPHYSIK P3 9.2018 10.2020 E4: IONENBESCHLEUNIGUNG ELIMED 11.2018 1.2021 E5: ELEKTRONENBESCHLEUNIGUNG ELBA-Versuchsstand 1.2019 7.2021

Die Versuchshalle E1 beherbergt lasergesteuerte Sekundärquellen und Versuchsstände für Anwendungen in Molekular-, Biomedizin- und Werkstoffwissenschaften. Bei den Experimenten werden Photonenstrahlen aus einem synchronisierten Laser im VUV- und Hartröntgenbereich genutzt (Hohe-Harmonische-Quelle — kHz-Quelle mit ultrakurzen EUV-Pulsen, die in einem kohärenten Strahl mit geringer Divergenz emittiert werden, sowie Plasma-Röntgenquelle — Femtosekundenpulse von Röntgenstrahlung im Spektralbereich von 4-30 keV).

Zu den Instrumenten gehören:

— MAC: Mehrzweckkammer für Atom- und Molekularwissenschaften, Optik und kohärente diffraktive Bildgebung.

— ELIps: VUV-Ellipsometer für Experimente unter dem ps-Bereich; Versuchsstand für VUV und weiche Röntgenstrahlen.

— Versuchsstand Hartröntgenstrahlen: modulare Station für zeitaufgelöste Experimente (Time Resolved Experiments) wie zu Streuung, Beugung, Spektroskopie und Bildgebung mit Röntgenstrahlen (X-rays).

— Optische Anrege-Abfrage-Experimente: ein fortschrittlicher Versuchsstand für die optische Spektroskopie, einschließlich stimulierter Raman-Streuung; Quelle für ein breites Spektrum synchroner Pumpstrahlung von UV über IR bis THz.

Die Versuchshalle E2 ist ultraschnellen und hellen Hartröntgenstrahlen gewidmet. Ein Laser im PW-Bereich mit einer Wiederholrate von 10 Hz wird zur Verfügung stehen. Eine Reihe von Parametern kann angepasst werden, einschließlich in Bezug auf Laserintensität, Größe des Laserspots, Dauer und Elektronendichte im Gas. Elektronen werden auf relativistische Energie beschleunigt und das Plasma selbst (Betatron-Quelle) oder ein zweiter Laserpuls (Compton-Quelle) fungieren als Wiggler. Intensive Röntgen- oder Gammastrahlen im Femtosekundenbereich werden von einer Quelle mit einer Größe im Mikrometerbereich ausgestrahlt. Die Nutzer können enge Frequenzen (10 % Energieausbreitung) oder breitbandige Strahlung in einem Spektralbereich von keV bis zu einigen MeV beantragen.

Bei der Plattform für Plasmaphysik in der Versuchshalle E3 handelt es sich um eine multifunktionale Versuchsinfrastruktur zur Durchführung von Experimenten zur Laser-Plasma- und Laser-Materie-Wechselwirkung, vor allem zu folgenden Themen:

— Hochenergiedichtephysik (HEDP)

— warme dichte Materie (WDM)

— Plasmaoptik (PO)

— Laborastrophysik (LA)

— Ultraintensive Wechselwirkung (Ultra-high Intensity Interaction — UHI)

Der Versuchsbereich E4 ermöglicht es den Nutzern dank seines Ionenstrahlführungs- und Dosimetriebereichs, verschiedene Proben mit laserbeschleunigten Ionenquellen zu untersuchen. In der flexiblen Kammer zur Untersuchung von Wechselwirkungen können innovative Systeme der Laserionenbeschleunigung untersucht werden. Die Strahllinie ELIMAIA wird es Nutzern ermöglichen, multidisziplinäre Anwendungen mit Laserionenstrahlen zu untersuchen, wie z. B. In-vitro-Strahlungsbiologie und vorklinische Studien im Rahmen der internationalen ELIMED-Zusammenarbeit.

Die Versuchshalle E5 beherbergt die Strahllinie LUIS und ist auf Nutzer ausgelegt, die an der Bestrahlung verschiedener Proben mithilfe fortschrittlichster Verfahren interessiert sind. Sie beherbergt außerdem die Plattform ELBA, einen flexiblen Versuchsbereich, der auf Nutzer ausgelegt ist, die innovative Konzepte testen und die fortschrittlichsten Verfahren zur Beschleunigung von Elektronen mit Lasern im Multi-GeV-Bereich einsetzen möchten.

Neben dem eigentlichen Gegenstand der ELI-BL-Einrichtung sind in der vorstehenden Tabelle zusätzlich bereits finanzierte Kapazitätsverbesserungen und -erweiterungen der Einrichtung aufgeführt, die im Rahmen der Projekte ADONIS, HIFI und ELIBIO geplant sind und Gegenstand zukünftiger Überprüfungen und Überlegungen des ELI ERIC sein werden.

Die Bestätigung und Abnahme jedes Versuchsstands wird überwacht und unabhängige Sachverständige, Sachverständige der ELI-BL und der anderen ELI-Einrichtung führen eine förmliche „Überprüfung der funktionalen Abnahme“ durch, bestätigen, dass die Versuchsstände für die Nutzer bereit sind und sprechen eine förmliche Empfehlung an den ISTAC und die VV des ELI ERIC aus.

5.3. Zugang für Nutzer und Betriebsarten

Die Zugangsmodalitäten sind Nutzern anderer führender Laser- und Forschungseinrichtungen vertraut. Es wird erwartet, dass die Experimente innerhalb von Tagen — in einigen Fällen von Wochen — durchgeführt werden. Insgesamt soll die Einrichtung 1 760 Stunden/Jahr [220 Tage/Jahr X 8 Stunden/Tag] verfügbar sein.

5.4. Aspekte in Bezug auf den Betrieb und die Beziehung zwischen dem ELI ERIC und der ELI-BL

Das ELI ERIC hat den Auftrag, den Zugang zur ELI-BL-Einrichtung zu verwalten, sobald sie zugänglich ist. Die physische Einrichtung steht hingegen im Eigentum des Instituts für Physik der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik (das in der Tschechischen Republik als öffentliche Forschungseinrichtung vollkommen autonom handelt und mit eigener Rechtspersönlichkeit ausgestattet ist), das die Einrichtung von Beginn an verwaltet. Es handelt sich um eine „Forschungseinrichtung“, die Forschung und Entwicklung über staatliche Beihilfen unterstützt.

Neben den oben genannten wichtigen technischen und wissenschaftlichen Meilensteinen gibt es auch organisatorische Meilensteine mit Blick auf die übergeordnete Integration der ELI-BL in das ELI ERIC. Diese organisatorischen Meilensteine sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt und in der Anlage „Betriebsmanagementmodell“ aufgeführt.

Tabelle 11

Geplante Meilensteine für den organisatorischen Übergang der ELI-BL

INTEGRIERTES MODELL DER ELI-BL 2020 2021 2022 GOVERNANCE X X X WISSENSCHAFTSPOLITIK X X X NUTZERZUGANG — X X HAUSHALT — X X BESCHÄFTIGUNGSPOLITIK — — X TECHNOLOGIEMANAGEMENT — — X ANLAGENMANAGEMENT — — X RECHTLICHE FRAGEN & HAFTUNG — X X VERWALTUNG — X X

Die Tschechische Republik verpflichtet sich, dem ELI ERIC die volle Kapazität der ELI-BL-Einrichtung zur Verfügung zu stellen.

In der nachstehenden Tabelle sind die veranschlagten Kosten aufgeführt, die an der ELI-BL mit Blick auf den Nutzerzugang und den entsprechenden Betrieb der Einrichtung im Auftrag des ELI ERIC ab dem Zeitraum 2020-2021 bzw. dem „Übergangszeitraum“ entstehen. Dies ist der Zeitraum, in dem voraussichtlich die Verantwortung, die Ressourcen und die Vermögenswerte vom Institut für Physik der Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik auf das ELI ERIC übertragen werden.

Tabelle 12

Veranschlagte Kosten für den Zugang zur ELI-Beamlines

(in EUR) ELI-BL 2020 2021 2022 2023 2024 Direkte Personalkosten 4 892 490 5 577 230 5 928 203 5 936 667 Direkte Hardwarekosten 7 831 675 7 565 111 7 428 934 7 439 541 Personalkosten + Hardwarekosten 12 724 165 13 142 341 13 357 138 13 376 209 Personalkosten + HW %/insgesamt 51 % 52 % 53 % 53 % Indirekte Kosten 12 342 835 11 999 659 11 856 862 11 873 791 Gesamtkosten für die ELI-BL 25 067 000 25 142 000 25 214 000 25 250 000

6. VERANSCHLAGTE KOSTEN

Um die Voraussetzungen für eine langfristige Tragfähigkeit zu definieren, müssen die Kosten und die möglichen Finanzierungsquellen genau angegeben werden. Wie in der Satzung des ELI ERIC vorgesehen, sind die allgemeinen Grundsätze für die Nutzung der ELI-Einrichtungen Gegenstand eigenständiger, von der VV vereinbarter Leitlinien, und die Aufteilung der Beiträge der Mitglieder zu den Betriebskosten ist in Anhang II festgelegt. So werden auch die Voraussetzungen geschaffen, die erforderlich sind, um ein erhebliches und dauerhaftes Ungleichgewicht zwischen den finanziellen und Sachbeiträgen und der Nutzung durch die wissenschaftliche Gemeinschaft eines jeden Mitglieds zu vermeiden.

Hier werden die grundlegenden Elemente für die Bestimmung der Kosten dargestellt, die in die folgenden Kategorien eingeteilt werden können:

1) Errichtung — Investitionsausgaben (Capital Investment Expenditure — CAPEX) vor dem Betrieb,

2) Betrieb — operative Ausgaben (Operational Expenditure — OPEX) für den im Zuge einer Peer Review zu gewährenden Zugang,

3) künftige Erweiterungen — weitere Investitionen (CAPEX) sind erforderlich, um die Spezifikationen und verfügbaren Instrumente zu verbessern und dem Wettbewerb und den Anforderungen der Nutzer gerecht zu werden.

Im folgenden Abschnitt geht es schwerpunktmäßig um Aspekte der Punkte 1 (Errichtung) und 2 (Betrieb).

6.1. Errichtung

Die Gesamtinvestitionen (Baukosten) für die Errichtung der ELI-Einrichtungen werden sich während der Bauphase auf rund 556 Mio. EUR belaufen (siehe Tabelle 13).

Tabelle 13

Kosten für die Errichtung der ELI-Einrichtungen

(in Tausend EUR) POSTEN ELI-BL ELI-ALPS ELI GEBÄUDE + GRUND UND BODEN 94 643 88 705 183 348 TECHNOLOGIE 181 876 105 435 287 311 DIENSTLEISTUNGEN 7 601 9 788 17 389 PERSONAL 41 206 27 484 68 690 SUMME 325 326 231 412 556 738

Diese Kosten werden auf Grundlage der von den nationalen Verwaltungsbehörden genehmigten und überwachten Projekte vollständig von den Aufnahmeländern gedeckt, und zwar über ESI-Fonds und nationale Mittel. Von den Investitionen sind rund 25 % in Gebäude, 65 % in Technologie und 10 % in Personal und Dienstleistungen geflossen. Diese Kosten sind aus Sicht des ELI ERIC nicht erstattungsfähig und werden nicht in die Betriebskosten des ELI ERIC einbezogen. Beiträge sind für die Inbetriebnahme, den Stetigbetrieb und Erweiterungen vorgesehen und es werden entsprechend keine Anfangsinvestitionen oder Errichtungskosten übernommen.

6.2. Betrieb

Das Engagement der Aufnahmemitglieder ermöglicht es Mitgliedern, die keine Aufnahmemitglieder sind, ihre künftigen Verpflichtungen schrittweise festzulegen, und auf der Grundlage der Beiträge der Mitglieder kann so für eine längerfristige Tragfähigkeit des ELI ERIC gesorgt werden:

Tabelle 14

Veranschlagte Betriebskosten des ELI ERIC für die ELI-Einrichtungen

(in EUR) Betriebskosten des ELI ERIC 2020 2021 2022 2023 2024 Direkte Personalkosten 6 621 499 8 527 271 9 518 542 9 719 048 Direkte Hardwarekosten 10 257 647 11 331 697 12 527 257 12 810 565 Indirekte Kosten 23 591 854 23 281 032 24 051 201 24 720 387 ELI-Einrichtungen insgesamt 40 471 000 43 140 000 46 097 000 47 250 000 Sitz des ELI ERIC 500 000 2 551 000 2 564 000 2 600 000 2 600 000 ELI ERIC insgesamt 500 000 43 022 000 45 704 000 48 697 000 49 850 000

Der Beitritt von Mitgliedern, die keine Aufnahmemitglieder sind, während des Zeitraums der Inbetriebnahme ermöglicht eine schrittweise Anpassung der Beiträge nach Gründung des ELI ERIC, und so können die endgültige Beitragshöhe und -verpflichtungen kurz nach der Gründung des ELI ERIC festgelegt werden. Der frühzeitige Beitritt ermöglicht es potenziellen Mitgliedern, an der Festlegung der Grundregeln für den Betrieb der ELI-Einrichtungen mitzuwirken und ihre finanziellen Verpflichtungen über die Anfangsphase zu erhöhen.

Oben sind die für ELI ERIC veranschlagten Betriebskosten unter Berücksichtigung aktueller Meilensteine aufgeführt. Abhängig davon, ob die Meilensteine erreicht werden, handelt es sich mit Blick auf die Kosten des Nutzerzugangs im Zeitraum der Inbetriebnahme wahrscheinlich um einen großzügigen Voranschlag. Für die Dauer des Zeitraums der Inbetriebnahme sind Voranschläge zu erstellen und jährlich zu überprüfen.

6.3. Künftige Erweiterungen

Bei den Betriebskosten des ELI ERIC werden künftige Erweiterungen der Lasersysteme und -einrichtungen nicht berücksichtigt. Die Betriebskosten decken die laufenden Kosten, einschließlich Ersatzteilen und Instandhaltung.

Fortschrittliche Lasersysteme entwickeln sich rasch weiter und es ist allgemein anerkannt, dass eine kontinuierliche Entwicklung erforderlich sein wird, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Zu diesem Zweck schlägt das Management des ELI ERIC spezifische Erweiterungsprojekte vor und führt eine Fünf- und Zehn-Jahres-Analyse durch, damit potenzielle Entwicklungen und deren Kosten antizipiert werden können. Mit Blick auf Investitionsanforderungen und die entsprechenden Quellen werden spezielle Erweiterungskampagnen organisiert.

7. ENTWICKLUNG UND ZIELE

Das Extreme Light Infrastructure ERIC ist eine wichtige Entwicklung, nicht nur für die Lasergemeinschaft in Europa, sondern auch für den erweiterten Europäischen Forschungsraum. Lasertechnologie ist ein etabliertes Feld, gleichzeitig aber auch eines, das sich rasch weiterentwickelt. Im Zuge seiner Entwicklung gewinnt es zunehmend für wissenschaftliche Anwendungen an Bedeutung und ist bereits heute für Europas Wettbewerbsfähigkeit entscheidend.

Das Extreme Light Infrastructure ERIC wird der Gesellschaft in Bereichen wie verbesserte klinische Krebstherapie, biomedizinische Bildgebung sowie Behandlung von Kernmaterial und radioaktiven Abfällen große Vorteile bringen. Darüber hinaus wird das ELI ERIC die europäische Photonikindustrie fördern und Bildungs- und Ausbildungsmöglichkeiten in Photonik und lasergestützten Forschungsfeldern für Nachwuchswissenschaftler und -ingenieure bieten.

Das Extreme Light Infrastructure ERIC ist von entscheidender Bedeutung für europaweite Initiativen, die darauf abzielen, die Wettbewerbsfähigkeit in dem strategisch wichtigen Feld hochleistungsfähiger, kurzgepulster Lasersysteme und entsprechender Bereiche von Wissenschaft und Innovation zu erhalten. Die steile Entwicklungskurve der Lasertechnologien deutet darauf hin, dass diese Technologien bestehende großmaßstäbliche Wissenschafts- und Industrieplattformen mittel- bis langfristig drastisch verändern können. Bevor dies möglich ist, muss das ELI ERIC jedoch zeigen, dass es sich trägt.

7.1. Entwicklung von Laserwissenschaft und -technologie

Europa hat Asien und Nordamerika in Bezug auf Hochleistungslasereinrichtungen und Forschungszentren den Rang abgelaufen. Es liegt auf der Hand, dass sich die Einrichtungen in Europa stark konzentrieren. Dies ist vor allem auf die Selbstorganisation der verschiedenen Institute und Länder zurückzuführen, die über Programme der Europäischen Union, die seit mehreren Jahrzehnten der Förderung und strategischen Ausrichtung dieses Bereichs dienen, in Verbindung stehen.

Der wissenschaftliche Erfolg und die Begeisterung, die im Bereich der Hochleistungslasersysteme vorherrschen, haben im vergangenen Jahrzehnt zur Gründung von mehr und mehr Einrichtungen geführt. Zwar gibt es eine Reihe von Faktoren, die diese Entwicklung vorantreiben. Die Zahl der nationalen Laserlabore hat sich jedoch parallel zum Anstieg der Labore im von der EG finanzierten europäischen Netz LaserLab Europe (www.laserlab-europe.net) entwickelt. Laut der Website vereint das Konsortium nun 33 führende Organisationen aus der lasergestützten interdisziplinären Forschung aus 16 Ländern. Davon bieten 22 Einrichtungen Zugang zu ihren Labors für die Forschung in Europa und darüber hinaus.

Abbildung 4

Weltkarte 2016 des International Committee for Ultra-Intense Lasers (ICUIL), die die weltweite Verteilung der Lasereinrichtungen im PW-Bereich zeigt

Quelle: Dr. C. P. J. (Chris) Barty, Lawrence-Livermore National Laboratory.

Das ELI ERIC kann auf dem raschen Erfolg von LaserLab Europe aufbauen und die europäische Lasergemeinschaft weiter vorantreiben. Darüber hinaus muss das ELI ERIC neue Kapazitäten eröffnen und die Aufmerksamkeit anderer wissenschaftlicher Disziplinen auf sich lenken. Auf der Grundlage des Erfolgs der nationalen Laserlabors wurden Expertise, Wissen und Konzeptnachweise für das ELI ERIC entwickelt. Eine Gemeinschaft von Nutzern ist gewachsen und es wurden umfangreiche Investitionen getätigt, die mit dem Aufbau des ELI ERIC und anderer Einrichtungen im PW-Bereich auch die Entwicklung europäischer Unternehmen fördern. Die Fortführung der Zusammenarbeit in der Gemeinschaft ist für Europas Wettbewerbsfähigkeit und Führungsrolle in diesem Bereich von entscheidender Bedeutung.

Mit der Entdeckung der Verstärkung gechirpter Pulse (CPA) und später der optischen parametrischen CPA (OPCPA) auf ELI-Systemen ist die Spitzenleistung von Laserpulsen um sechs bis acht Größenordnungen erweitert und somit um vier Größenordnungen über das Niveau verschoben worden, auf dem die ponderomotorische Energie des Elektrons gleich der Ruhemasseenergie des Elektrons ist (bzw. 1 018 W/cm2 beträgt). Dies gewährt Einblicke in die relativistische Laser-Plasma-Wechselwirkung und den subatomaren Bereich, einschließlich der Kern- und Teilchenphysik. Künftige Entwicklungen des ELI ERIC könnten realistisch gesehen zu einem Bruchteil der Kosten mit den leistungsfähigsten Beschleunigern der Welt sowie mit traditionelleren Techniken konkurrieren, bei denen für gezielte Anwendungen eine hohe Beschleunigung erforderlich ist, wie z. B. in der Strahlentherapie von Tumoren in Krankenhäusern, wo Größe und Kosten entscheidend sind.

Im Hinblick auf die technologische Entwicklung wird sich das ELI ERIC vorrangig auf entscheidende Bereiche der Zusammenarbeit konzentrieren, die von der ELI und führenden Partnern des LaserLab ermittelt wurden. Die wichtigsten Engpässe, die einem zuverlässigen und kosteneffizienten Betrieb von Systemen und Einrichtungen im PW-Bereich entgegenstehen können, werden gemeinsam mit der Branche angegangen. Dies wird sich nicht nur positiv auf die europäische Industrie in diesem Bereich, den Europäischen Forschungsraum und das aktuelle Netz von LaserLab-Partnern auswirken, sondern unmittelbar zu einem tragfähigen Betrieb der ELI-Einrichtungen führen und Zuverlässigkeit von Weltrang sicherstellen.

Abbildung 5

Anzahl der Lasersysteme im Petawatt-Bereich nach Jahr ihrer Inbetriebnahme und Kontinent, auf dem sie ihren Sitz haben (*2)

Die Physik ist klar und die Herausforderung besteht in der Entwicklung der Technologie. Die ELI wird in Zusammenarbeit mit der Industrie und anderen führenden Forschungszentren eine Reihe von Grundlagentechnologien entwickeln, insbesondere optische Komponenten der nächsten Generation.

7.2. Organisationsziele des ELI ERIC

7.2.1. Einrichtung des Betriebs

Die gebündelten Ressourcen und das Interesse am ELI ERIC werden tiefgreifende und langfristige Auswirkungen auf die Wissenschaft in diesem Bereich sowie auf den technologischen Fortschritt haben. Das erste Ziel ist jedoch pragmatischer und lokaler Natur: Es gilt, für zwei Einrichtungen eine Verwaltung aufzubauen und zusammenzuführen und Ressourcen effizient zu integrieren.

Das ELI ERIC ist im Einklang mit der Verordnung (EG) Nr. 723/2009 eine Forschungsinfrastruktur, die an einem einzigen Standort angesiedelt ist, aber über ihren Sitz hinaus an weiteren Standorten in Aufnahmeländern betrieblich tätig ist. Es gibt zwar andere wissenschaftliche Organisationen mit mehreren Standorten, jedoch nur sehr wenige europäische Projekte, die mithilfe von Strukturfonds in mehreren Ländern auf der grünen Wiese mit dem Ziel errichtet werden, zu einer einzigen Forschungsinfrastruktur zu verschmelzen. Darüber hinaus gibt es keine großen laserbasierten Einrichtungen für Nutzer. Das ELI ERIC muss diese Einrichtungen zunächst in Betrieb nehmen, bevor es sich mit übergeordneten Interessen befasst. Dies ist sowohl eine technische als auch eine betriebliche Herausforderung.

7.2.2. Aufbau der Zusammenarbeit

Das zweite Ziel besteht darin, Möglichkeiten für technische Synergien zwischen den führenden Zentren mit hochleistungsfähigen Kurzpulslasern in Europa auszuloten. In der Vergangenheit war es schwierig, Hochleistungslaser im PW-Bereich in einer Nutzerumgebung anzubieten. Dies lag unter anderem an Problemen in Bezug auf die Zuverlässigkeit und den kostspieligen Austausch von Teilen. Zusammengenommen verfügen alleine die ELI-Einrichtungen über eine Leistung von mehr als 30 PW.

Mit Partnern in nationalen Einrichtungen in Frankreich, Deutschland, Spanien, dem Vereinigten Königreich und Italien (alles Mitglieder von Laserlab Europe) wird das ELI ERIC das bislang größte Konglomerat aus Einrichtungen mit den fortschrittlichsten hochleistungsfähigen Kurzpulslasern. Ein echter Vergleich kann nicht angestellt werden, da eine beispiellose Zusammenarbeit mit dem Ziel geschaffen werden soll, Komponenten und Prozesse zu ermitteln, die den Betrieb von Lasern im PW-Bereich behindern, und Lösungen und Standardansätze für den Betrieb zu identifizieren.

Es wird davon ausgegangen, dass Einrichtungen durch gegenseitige Zusammenarbeit und die Zusammenarbeit mit der Industrie die Betriebskosten in einigen Fällen um bis zu 30 % senken und die Verfügbarkeit für die Nutzer um bis zu 90 % der Strahlzeit erhöhen können. Dies bietet die Chance, einzigartige Größen- und Verbundvorteile zu erzielen und innerhalb kurzer Zeit erhebliche technologische Fortschritte zu ermöglichen. Diese Fortschritte werden sich in der Laserindustrie auf der ganzen Welt bemerkbar machen.

7.2.3. Aufbau von Reputation

Das dritte Ziel besteht darin, die Leistung und das Potenzial der Systeme des ELI ERIC zu einem frühen Zeitpunkt der Betriebsphase des wissenschaftlichen Programms wissenschaftlich zu belegen. Die ELI-Einrichtungen verfolgen — aufbauend auf und mithilfe der Erfahrungen anderer Partnereinrichtungen — das Ziel, 80 % der veranschlagten Nutzerstunden bereits 2021 zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zeitpunkt werden 90 % der primären Lasersysteme in Betrieb sein, von denen die meisten eine hohe bis mittlere Wiederholrate aufweisen.

Zum Vergleich: Der aktuelle Stand der Technik für PW-Laser beträgt mehrere Schüsse pro Stunde und das ELI ERIC und einige Partnereinrichtungen streben einen Betrieb mit Hz- und Multi-Hz-Raten an. Dies ist besonders bemerkenswert, da das ELI ERIC mit Blick auf die Leistung einige der weltweit führenden Laser betreibt. Erste Aufforderungen werden den Nutzern Experimente mit diesen erhöhten Wiederholraten sowie gemeinsame Entwicklungen und die Verwirklichung von Zielen ermöglichen.

Diese Experimente werden nicht nur zu bahnbrechenden Entdeckungen führen, sondern auch Rekorde bei der Leistung von Sekundärquellen ermöglichen, wie z. B. Kielfeld-Beschleunigung im GeV-Bereich. Solch bahnbrechende kontrollierte Experimente zu Beginn des Lebenszyklus der Einrichtungen werden in Verbindung mit umfangreichen Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation großes Interesse am ELI ERIC und an der Laserwissenschaft im Allgemeinen wecken. Dies wird sich auf die gesamte Laserwissenschaft in Europa und der Welt auswirken und zu zahlreichen praktischen Anwendungen wie etwa fortschrittlichen Krebstherapien und der Umwandlung gefährlicher radioaktiver Abfälle führen. Ziel ist es, dieses Potenzial zu belegen und eine wachsende und tragfähige Unterstützung für das ELI ERIC und die gesamte Laserwissenschaft in Europa sicherzustellen.

7.2.4. Aufbau von Innovation

Die Auswirkungen des ELI ERIC auf Innovation und Technologie im Bereich der Laserindustrie kommen mit Abschluss der Errichtungsphase nicht zum Erliegen. Die derzeitige Herausforderung für die Betriebsphase besteht in einer nachhaltigen technologischen Entwicklung. Die ELI wird langfristige Beziehungen zu Partnern aus der Industrie aufbauen, um Herausforderungen im Zusammenhang mit der Beschaffung von Schlüsselkomponenten und der kontinuierlichen technologischen Entwicklung anzugehen, wobei der Schwerpunkt auf der Tragfähigkeit des Betriebs liegen wird.

Mit Blick auf die Beziehungen zur Industrie wird eine der Herausforderungen darin bestehen, einen Dialog mit Lieferanten aufzubauen, um Einschränkungen für Produktverbesserungen oder Prozesse der Risikominimierung (umfassende Verfügbarkeit von Ersatzteilen, mehrere Lieferanten usw.) zu ermitteln, insbesondere im Hinblick auf einen langfristig tragfähigen Betrieb der ELI-Einrichtungen.

Die von den Anforderungen des ELI ERIC getriebene technologische Entwicklung setzt sich in der Betriebsphase fort. Als Beispiele können genannt werden:

— Wichtigste optische Komponenten für Hochleistungslaser/Laser mit hohen Wiederholraten. Der optische Transport, die Fokussieroptik, die optischen Gitter und die aktiven Medien müssen weiterentwickelt werden, damit sie hoher Energie und hohen Leistungsspitzen und großen Strahldurchmessern über einen langen Zeitraum standhalten können. Dies muss außerdem für eine große Anzahl von Schüssen geschehen.

— Kurzpulse und große Strahldurchmesser messen. Es bedarf disruptiver Lösungen, mit denen die Leistung der Systeme mit Blick auf Kurzpulse und große Strahldurchmesser gemessen werden kann, um das Verständnis der einzigartigen wissenschaftlichen Ergebnisse zu fördern, die in den ELI-Einrichtungen erreicht werden können.

— Vollständige Kontrolle über komplexe Systeme. Die Versuchssysteme müssen Leistung und einen reibungslosen Betrieb sicherstellen. Intelligente und vollständig vernetzte Steuerungssysteme sind erforderlich.

Die ELI-Einrichtungen werden den Schwerpunkt auf eine Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie legen, die in der Lage sind, die derzeitige Technologie mit innovativen Lösungen zu revolutionieren. Inhaltlich wird es mit Blick auf Innovationen nicht nur um kurzfristige technische Aspekte gehen, sondern auch um Fragen der langfristigen Tragfähigkeit der Lösung, um für ELI ERIC die beste Leistung, die maximale Betriebszeit und die effizienteste Kontrolle über die Wartungskosten sicherzustellen. Die einzigartigen wissenschaftlichen Ergebnisse des ELI ERIC werden langfristig auf den tragfähigsten technologischen Lösungen für Hochleistungslaser beruhen.

7.2.5. Auswirkungen in den Aufnahmeländern

Ein Grund dafür, Investitionen in das ELI ERIC in mitteleuropäischen Ländern zu tätigen und die Einrichtungen dort anzusiedeln, liegt in der Wirkung, die ein hochwertiges Forschungs- und Technologiezentrum auf diese Regionen hat. Es gibt mehrere Studien zu anderen Forschungseinrichtungen, die darauf hindeuten, dass sich die Investitions- und Innovationswirkung hauptsächlich in einem Radius von 100 km um eine Einrichtung herum entfaltet. Dies zeigt, dass die Nähe zählt. Zu den erwarteten Auswirkungen zählen:

— Direkte Auswirkungen der Investitionen — Die Aufnahmeländer werden voraussichtlich 50-80 % der Betriebskosten von anderen Mitgliedern erhalten. Die Investitionen sollten also direkte Auswirkungen auf die lokale Wirtschaft haben. Die ELI wird diese Auswirkungen verfolgen und darüber Bericht erstatten. Es wird davon ausgegangen, dass mehr als 50 % der Ausgaben innerhalb der jeweiligen Region getätigt werden, dass also zwei mitteleuropäische Gebiete profitieren.

— Bessere Möglichkeiten für nationale/lokale Forscher — Die ELI-Einrichtungen befinden sich in Städten (Prag, Szeged) mit Universitäten. Jede Universität hat angesichts der bevorstehenden Entwicklungen beim ELI ERIC Programme aufgesetzt, die Studenten und Wissenschaftlern helfen sollen, diese Nähe zu nutzen. Im Zuge des Projekts zielen spezifische Maßnahmen darauf ab, lokale Forscher zu erreichen. Es wird daher davon ausgegangen, dass innerhalb von zehn Jahren nach Gründung des ELI ERIC jedes Land führende Forscher in den entsprechenden Bereichen hervorbringen wird.

— Mehr Innovationsmöglichkeiten für lokale Unternehmen — Über die beschriebenen Direktinvestitionseffekte hinaus wird die Nähe zu den Einrichtungen Innovation auf mindestens zwei messbare Arten vorantreiben. Kompetente Unternehmen werden Chancen erkennen und sich aktiv an die Einrichtungen wenden — entweder um Produkte zu verkaufen oder um zu verstehen, wie sie ihr Angebot auf die Einrichtung ausrichten können. Durch Informationsveranstaltungen für Unternehmen werden sowohl die Teams aus dem Lieferantenmanagement als auch die Verbindungsbüros zur Industrie zum Informationsfluss in Bezug auf die Einrichtungen beitragen. Darüber hinaus gibt es einige Bereiche, in denen ein lokaler Anbieter für die Einrichtungen aus strategischen Gründen von Vorteil sein kann. Dies kann an den niedrigen Kosten in der Region liegen, ist wahrscheinlich aber eher in der Nähe und dem bequemen Zugang zu den Lieferanten begründet, die eine Anpassung technischer Lösungen ermöglichen.

8. HAUPTRISIKEN

8.1. Risikoanalyse

Tabelle 15

Grobe Risikobewertung im Hinblick auf die Umsetzung des ELI ERIC

Potenzielles Risiko Wahrscheinlichkeit Niedrig 1—5 Hoch Auswirkungen Niedrig 1—5 Hoch Verhütung/Minderung Anwerbung von Personal und wettbewerbsfähige Entlohnung — Es besteht das Risiko, dass das ELI ERIC nur schwer „weltweit führende“ Sachverständige für seinen Mitarbeiterstab gewinnen kann. 4 5 Aktive Einstellungspolitik, befristete Verträge, Forschungsmöglichkeiten, Initiativen im Bereich der „Lebensqualität“ Technisches Risiko, dass Schlüsselparameter nicht eingehalten werden — Risiko, dass das ELI einige wesentliche Leistungsparameter nicht erreicht, was die Versuchsmöglichkeiten einschränken könnte. 3 3 Planung und Dialog mit der Nutzergemeinschaft und dem ISTAC zur Steuerung der Erwartungen und zur Festlegung alternativer Versuchsschwerpunkte Gehaltsanpassungen in den ersten fünf Jahren — Die Gehälter des ELI ERIC werden aufgrund der lokalen Arbeitsmarktdynamik jährlich zwischen 5 % und 10 % steigen. 5 3 Planung und Dialog mit dem Personal, um die Erwartungen festzulegen Veralten der Ausrüstung/Komponenten — Die Technologie der Lasersysteme wird sich im kommenden Jahr rasch entwickeln und wenn keine laufenden Investitionen getätigt werden, läuft die ELI Gefahr, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren. 3 4 Planung mittels eines Technologiefahrplans; Einwerben zusätzlicher Finanzmittel Negative erste Nutzererlebnisse — Reputationsschäden, die zu Beginn entstehen und auf a) schlechte Leistung der Einrichtung, b) Mitarbeiter, die keine Unterstützung leisten, oder c) schlechte(s) Kommunikation/Erwartungsmanagement zurückzuführen sind. Dies kann bei Forschern zu einer schlechten Mund-zu-Mund-Propaganda und zu einer sehr langsamen Akzeptanz von Dienstleistungen führen. 3-4 4-5 Enge Zusammenarbeit zu Beginn mit „wohlgesonnenen Nutzern“, Nutzerumfragen, Einsatz von „Nutzerkoordinatoren“, die „Concierge-Dienste“ anbieten Erfolglose Integration der ELI-Einrichtungen — Aufgrund von Management-/Governance-Fragen verzögert sich die Zusammenführung der Organisation oder scheitert. Dies führt zu höheren Kosten, einer Schädigung der Integrität und des Ansehens des ELI ERIC. 2 5 Enge Überwachung des Managements, von der Führungsebene unterstütztes „Change Management“ und Schulungen, spezielle Ressourcen und realistische Erwartungen bezüglich des Zeitplans

(1) Verordnung (EG) Nr. 723/2009 des Rates vom 25. Juni 2009 über den gemeinschaftlichen Rechtsrahmen für ein Konsortium für eine europäische Forschungsinfrastruktur (ERIC) (ABl. L 206 vom 8.8.2009, S. 1).

(*1) CPA und die aktuelle Festkörper-Lasertechnik haben die aktuelle Spitzenintensität in den Bereich jenseits von 1022 W/cm2 verschoben. Das ELI ERIC wird diese Intensität um mehr als eine Größenordnung verschieben. Außerdem abgebildet ist das SLAC-E144-Experiment (blauer Punkt), im Rahmen dessen durch die Verschiebung der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie in einen relativistischen Bereich eine hohe Intensität erreicht wurde. Die horizontalen Linien bezeichnen Folgendes: die Intensität der ponderomotorischen Energie Up eines Elektrons bei einer (Ti:Sapphire-)Laser-Intensität von 800 nm — entspricht einer atomaren Einheit; Up entspricht der Ruhemasse eines Elektrons; das finale Ziel der Schwinger-Intensität Y = 1, ab der das Vakuum instabil und Licht in Materie umgewandelt wird. Quelle: Gérard Mourou, École Polytechnique.

(2) https://op.europa.eu/s/pcrm

(*2) Das Diagramm enthält Einrichtungen, die sich in Betrieb und im Bau befinden. Quelle: J. Collier, Rutherford Central Laser Facility.