LIITE 1

TEKNINEN JA TIETEELLINEN KUVAUS

1. ASIAKIRJAN TARKOITUS JA KATTAVUUS

Tässä asiakirjassa kuvaillaan Extreme Light Infrastructure ERICin, jäljempänä ’ELI ERIC’, tieteellistä tarkoitusta ja sen tutkijoille tarjoamia teknisiä järjestelmiä. Lisäksi siinä kuvaillaan niiden laitosten erityispiirteitä, jotka isäntämaat asettavat ELI ERICin käyttöön. Asiakirjalla on perustavanlaatuinen merkitys ELI ERICin toimintaa ja sen laajuutta määriteltäessä.

Asiakirjassa eritellään ELI ERICin tieteelliset tavoitteet ja tarkoitus. Siinä viitataan tarvittaessa ELI:n valkoiseen kirjaan (ELI White Book), joka on ELI:n ensisijainen rakentamista edeltävä tekninen asiakirja. Valkoisessa kirjassa kuvatut ELI:n visioon liittyvät näkökohdat pätevät edelleen, mutta tässä asiakirjassa ja ELI ERICin perustamisen yhteydessä kuvaillaan vain perustajina toimivien ERICin isäntäjäsenten tarjoamia teknisiä laitoksia.

Asiakirjassa on tiivistelmä nykyisestä tieteellisestä soveltamisalasta sekä ELI-laitosten teknisistä ominaisuuksista. Siinä esitetään myös talousarvioon ja aikatauluun liittyvät tekijät toiminnan alussa. Nämä tiedot toimivat viitteenä ELI ERICin perussääntöä, erityisesti sitoumuksia ja resursseja koskevaa 22 artiklaa, varten, ja ne muodostavat lähtökohdan ELI ERICin ja laitoksen omistajien (isäntäelimet) välisille sopimuksille ELI-laitosten asettamisesta käyttäjäyhteisön käyttöön. Tämä asiakirja on näin ollen olennainen osa ELI ERICin perussääntöä ELI ERICin muodostamishetkellä, ja se toimii perustason vertailukohtana laitosten toiminta-alan ja tehtävän osalta.

2. JOHDANTO JA TAUSTA

ELI ERIC on kansainvälinen laserlaitos, jonka tavoitteena on kehittää uusia tieteidenvälisiä tutkimusmahdollisuuksia käyttämällä huipputeholtaan tällä hetkellä suurimpien tutkimuskäyttöön tarkoitettujen laserlähteiden lyhytaaltoista eli äärimmäistä valoa. Näiden laserien ja niistä johdetun sekundaarisäteilyn ansiosta monilla tieteenaloilla voidaan tehdä täysin uusia löytöjä ja kehittää yhteiskunnallisesti merkityksellisiä sovelluksia.

ELI ERIC on neuvoston asetuksen (EY) N:o 723/2009 (1) mukaisesti yhdessä paikassa sijaitseva tutkimusinfrastruktuuri, jolla on kotipaikkansa lisäksi useita toimipaikkoja isäntäjäsenvaltioissa. ELI-laitokset sijaitsevat kahdessa kohteessa: Tšekissä ja Unkarissa. Ne on määrä asettaa kansainvälisen tiedealan käyttäjäyhteisön käyttöön.

Gérard Mourou ja Donna Strickland saivat vuonna 2018 fysiikan Nobelin palkinnon työstään venytettyjen pulssien vahvistamiseen (Chirped Pulse Amplification, CPA) perustuvan laserteknologian alalla. Tämä Nobelin palkinto on monin tavoin erityinen ELI:lle, koska se toi juuri sopivalla hetkellä esiin äärimmäisen laservalon mahdollistavan perustana olevan teknologian. ELI-laitokset vievät CPA-tekniikkaa eteenpäin siten, että käyttöön saadaan aiempaa korkeampia huipputehotasoja (ks. kaavio 1), mikä mahdollistaa monenlaisia sovelluskohteita perustieteiden alalla sekä sovelluksia, joista on yhteiskunnallista hyötyä.

ELI ERICin nimenomaisena tavoitteena on vastata kahteen alun perin ELI:n valkoisessa kirjassa esitettyyn, yhä relevanttiin suurhaasteeseen. Sen tavoitteena on kehittää seuraavia:

— korkeaenergisen säteilyn laitos ja röntgensäteet: kompaktien laser-plasmakiihdyttimien tuottamat ultralyhyet energeettisten hiukkasten (> 10 GeV) ja säteilyn (enintään muutama MeV) suihkut;

— attosekuntitiede: attosekuntiluokan kuva elektronidynamiikasta atomeissa, molekyyleissä, plasmassa ja kiinteissä aineissa.

Tavoitteita edistetään erityisesti seuraavasti:

— Dolní Břežanyssa (lähellä Prahaa) Tšekissä sijaitsevassa ELI-Beamlines-laitoksessa keskitytään lyhytpulssisten sekundaaristen säteily- ja hiukkaslähteiden kehittämiseen ja niiden monitieteisiin sovelluksiin molekyyli-, biolääke- ja materiaalitieteiden, tiheää plasmaa tutkivan fysiikan, kuuman tiheän aineen ja laboratorioastrofysiikan alalla. Lisäksi laitoksessa käytetään suuritehoisia korkean toistotaajuuden lasereita sellaisiin voimakkaiden kenttien fysiikan kokeisiin, joissa fokusoidut intensiteetit ovat noin 1023 W/cm2. Kokeissa tutkitaan eksoottisen plasman fysiikkaa ja kvanttielektrodynamiikan epälineaarisia vaikutuksia. — Szegedissä Unkarissa sijaitseva ELI Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) perustaa parhaillaan ainutlaatuista laitosta, jonka tarjoamien valonlähteiden taajuusalue on terahertsi- (1012 Hz eli THz) ja röntgensäteilyalueen (1018–1019 Hz) välillä. Valonlähteet tuottavat ultralyhyitä pulsseja, joiden toistotaajuus on korkea. ELI-ALPS on suuntautunut erittäin nopeaan dynamiikkaan ottamalla kuvia elektronidynamiikasta atomeissa, molekyyleissä, plasmassa ja kiinteissä aineissa attosekuntiluokassa (10–18 s). Laitoksessa tehdään myös tutkimusta ultrasuuren intensiteetin lasereilla.

ELI-laitosten tarjoamat järjestelmät ovat tämän hetken tehokkaimpia ja lyhytpulssisimpia. ELI on ensimmäinen laserin ja aineen vuorovaikutuksen perustutkimukseen ultrarelativistisella alueella (I > 1024 W/cm2) tarkoitettu infrastruktuuri. Laitoksissa testataan jo sellaisten innovatiivisten hyvin kompaktien säteilylinjojen uutta sukupolvea, joiden tuottamat energeettiset hiukkas- ja säteilysuihkut kestävät femtosekunneista (10–15 s) attosekunteihin (10–18 s).

Monipuolisen tutkimustoiminnan ansiosta odotetaan, että ELI-laitokset tuottavat merkittäviä yhteiskunnallisia hyötyjä ja edistävät innovointia keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä. Esimerkkejä tästä ovat paremmat syöpäsairauksien hoitokeinot (ionisuihkut), lääketieteen ja biolääketieteen kuvantaminen, uuden sukupolven fotoniikka sekä uusien ydinjätteen käsittelymenetelmien kehittäminen käyttämällä transmutaatiota.

Kahdessa kohteessa sijaitsevien ELI-laitosten pinta-ala on yhteensä noin 54 000 neliömetriä, ja niissä työskentelee tulevaisuudessa jopa 600 tutkijaa, insinööriä, teknikkoa ja tukihenkilöstön jäsentä.

Kaavio 1

Suurimmat fokusoidut intensiteetit ajan mittaan (*1)

ELI:n valkoisen kirjan vuonna 2011 julkaistussa versiossa laitokselle esitettiin alun perin visio, joka vie äärimmäisen valon ja laserteknologian rajoja eteenpäin tavalla, joka on edelleen yhtä merkityksellinen:

”Nykypäivän parhaiden teholaserjärjestelmien teknisille eritelmille on ominaista 1–2 petawatin (PW) huipputeho ja hyvin matala (alle Hz) toistotaajuus, eikä tässä asiassa ole tapahtunut muutoksia yli vuosikymmeneen [nyt kahteen]. Useimmat teholaserjärjestelmät ovat yhä 100 TW:n tasolla. ELI ja sitä edeltäneet kansalliset hankkeet, kuten ILE ja Vulcan-10PW, nostavat yksittäisten laserien (moduulien) huipputehon kymmenen PW:n tai usean kymmenen PW:n tasolle ja niiden toistotaajuus on paljon korkeampi, mikä tarkoittaa enemmän kuin yhden suuruusluokan kehitystä molemmissa parametreissä.”

Tämä visio voi mahdollistaa vieläkin tehokkaampien, yhdistettyjen, koherenttien 100 PW:n laserjärjestelmien toteuttamisen tulevissa ELI-laitoksissa sen teknologian pohjalta, jota otetaan parhaillaan ensimmäistä kertaa käyttöön ELI-laitoksissa. Tällaisilla järjestelmillä voidaan tutkia uudentyyppistä vuorovaikutusta, ja niiden avulla voidaan ensimmäistä kertaa mennä atomifysiikkaa pidemmälle ja tutkia ydinfysiikan, hiukkas- ja korkeaenergiafysiikan sekä astrofysiikan – perinteisesti korkeaenergisissä hiukkaskiihdyttimissä tutkittujen alojen – kannalta merkityksellisiä ainekerroksia. ELI:n odotetaan tuovan kokonaan uuden lähestymistavan perusfysiikan tutkimukseen. Keskeinen osa ELI:tä on laserin ultrarelativistinen intensiteetti, jonka ansiosta

— voidaan saada aikaan voimakkain sähkömagneettinen kenttä;

— valo voi liikuttaa ainetta, elektroneja ja ioneja relativistisilla nopeuksilla;

— voidaan tuottaa koherenttia tai epäkoherenttia korkeaenergistä röntgen- tai γ-säteilyä;

— voidaan tuottaa paljon nykyistä lyhyempiä, lopulta jopa attosekuntiluokkaa lyhyempiä pulsseja.

Nämä neljä ainutlaatuista ominaisuutta tarjoavat yhdessä tai erikseen uusia, tehokkaita rakenteellisen dynamiikan välineitä.

3. ELI ERICIIN LIITTYVÄT ELI-LAITOKSET

ELI-laitosten käyttö perustuu kilpailuun, se on kansainvälistä ja pääsy on avoin käyttäjille sekä jäsenmaista että niiden ulkopuolelta ELI ERICin perussäännön 2 artiklan 2 kohdan a alakohdan ja ELI ERICin perussäännön 6 artiklassa määritellyn ELI ERICin käyttöoikeuspolitiikan sekä tutkimusinfrastruktuureihin pääsyä koskevassa Euroopan unionin peruskirjassa (2) vahvistettujen periaatteiden perusteella. Pääsy infrastruktuuriin myönnetään käyttäjille aina vertaisarvioinnin perusteella. ELI ERIC varmistaa, että yhteiseen ehdotuspyyntöön vastaaville käyttäjille on yhteinen yhteyspiste, joka kattaa myös koko ELI-laitosten saatavilla olevan kapasiteetin yhdennetyllä tavalla.

Tieteellisestä näkökulmasta laitteiston käyttö on avointa, mikä tarkoittaa, että ELI-laitokset ovat avoimia potentiaalisille tutkijoille jäsenmaista ja muista kuin jäsenmaista. Ehdotukset perustuvat kilpailuun, ja avoimuus tarkoittaa myös dataa ja sitä, että datan käyttö julkaisuissa on kaikkien saatavilla ja arvioitavissa.

Avoimen käytön lisäksi käyttö voi olla omisteista, jolloin käyttäjä maksaa pääsystä infrastruktuuriin ja datan muodossa saadut tulokset voivat olla muilta suljettua käyttäjän omaisuutta.

Lisäksi pääsy infrastruktuuriin voidaan myöntää tehtävään perustuvien tavoitteiden perusteella. Tämä voi tarkoittaa tiettyjen tieteenalojen temaattisesti suuntautunutta tutkimusta, ja siihen voi kuulua myös teknologinen kehitys innovaatioita ja hankintoja koskevan yhteistyön osalta. Valmiuksia kehittävä koulutus on yksi jäsenten ja eurooppalaisen tutkimusalueen painopisteistä, mutta se voi ulottua myös muihin kuin jäseniin.

Isäntäjäsenet sitoutuvat asettamaan ELI-laitokset ELI ERICin käyttöön osana rahoitusosuuttaan. Tämä isäntien osoittama ei-rahallinen osuus perustuu yleiseen etuun, eikä rakentamista koskevien investointien kustannuksia jaksoteta tai sisällytetä toimintakustannuksiin. Käytettävyyden käsite ei edellytä, tarkoita tai sulje pois laitosten omistusoikeuden siirtoa osittain tai kokonaisuudessaan. ELI ERIC ja sen isäntäjäsenet ovat määritelleet ja sopineet, että käytettävyydellä tarkoitetaan tässä nimenomaisessa kontekstissa kyseisten laitosten täyttä käyttöoikeutta ja hallintaa sekä vastuuta niistä. Siitä määrätään oikeudellisesti ELI ERICin, isäntäjäsenen ja soveltuvissa tapauksissa ELI-laitosten omistajien välisissä laitoksen toimintaa koskevissa sopimuksissa.

Nämä sopimukset kattavat laitosten toiminnan, tuen ja hallinnoinnin, ja niiden oikeusperustan määrittämisessä viitataan suoraan ELI ERICin perussääntöön. Niissä otetaan huomioon muun muassa Euroopan rakenne- ja investointirahastojen, jäljempänä ’ERI-rahastot’, täytäntöönpanohankkeissa määritellyt aiemmat sitoumukset, vastuut ja velvollisuudet. Sopimuksia käsitellään tarkemmin ELI ERICin hallintoon liittyvässä toimintamallissa, ja ne kattavat kaksi käytettävyyteen liittyvien välitavoitteiden tyyppiä:

— tekniset välitavoitteet (kuvaillaan jäljempänä) – erityiset välineet ja koeasemat, jotka toimivat ja ovat valmiita käyttäjien käyttöön sekä riippumattomia asiantuntijoita sisältävän arviointipaneelin suosittelemia ja ELI ERICin yleiskokouksen hyväksymiä;

— organisatoriset välitavoitteet – kunkin ELI-laitoksen organisatoriset välitavoitteet määritellään erikseen.

Tämän lähestymistavan on vastattava ELI ERICin perussäännössä esitettyä tavoitetta, jonka mukaan ELI ERIC toimii yhtenä oikeussubjektina ja kehittyy vastaavaan suuntaan kuin muut johtavat tutkimusinfrastruktuurit eli kohti yhtä integroitua organisaatiota ja hallintoa, kuten ELI ERICin perussäännön 3 artiklan 1 kohdassa määritellään.

Seuraavissa osioissa kuvaillaan yksityiskohtaisesti kutakin ELI-laitosta ja määritellään niiden olennainen tieteellinen ja tekninen luonne. Tämä muodostaa tärkeän pohjan edellä kuvatulle ELI-laitosten käyttöön asettamista koskevalle lähestymistavalle. Jäljempänä kuvaillaan myös sitä, missä aikataulussa laitokset tulevat käyttäjien käyttöön ja millaisiksi laitosten tulevan toiminnan kustannukset arvioidaan kolmen ensimmäisen vuoden aikana eli siihen saakka, kun vakiintunut käyttövaihe alkaa, ja sen kahden ensimmäisen vuoden aikana. Osioissa kuvaillaan lyhyesti kunkin ELI-laitoksen nykyistä oikeudellista asemaa ja sitä, miten se voi vaikuttaa ELI ERICiin liittyvään käyttöön tulevaisuudessa.

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

Szegedissä (Unkarissa) sijaitseva ELI Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) asettaa kansainvälisen yhteisön käyttöön ELI ERICin puitteissa monenlaisia toiminnaltaan eritelmien mukaisia ja luotettavia säteily- ja hiukkaslähteitä, jotka lähettävät kestoltaan ultralyhyitä ja koherentista säteilystä koostuvia energeettisiä pulsseja attosekuntiaikaskaalassa (10–18 s). ELI-ALPS on autonominen uusi laitos, jonka pinta-ala on yli 24 000 neliömetriä ja jonka odotetaan työllistävän noin 200 työntekijää.

ELI-ALPS-laitoksen on rakentanut ja sen omistaa tällä hetkellä ELI-HU Non-Profit Ltd., jäljempänä ’ELI-HU’. Se on riippumaton, valtion omistama, voittoa tavoittelematon yritys, josta Unkarin valtio omistaa 90 prosenttia ja paikalliset sidosryhmät 10 prosenttia. ELI-HU:lla on Unkarissa täysi itsemääräämisoikeus ja oikeushenkilöllisyys.

4.1 Tekninen rakenne ja lähteet

Szegedissä sijaitsevan ELI-ALPS-tutkimuslaitoksen ensisijaisena tehtävänä on asettaa kansainvälisen tiedeyhteisön käyttäjäryhmien käyttöön laaja valikoima ultralyhyen valon lähteitä. Infrastruktuurin pääasiallinen tutkimusaloite ovat laserpohjaiset sekundaariset lähteet, jotka lähettävät koherenttia lyhytaaltoista eli äärimmäistä ultraviolettisäteilyä (Extreme Ultraviolet eli EUV tai XUV) ja röntgensäteilyä attosekuntiluokan pulsseina. Laitoksen toissijaisena tarkoituksena on edistää suuren huippuintensiteetin ja korkean keskitehon laserien edellyttämää tieteellistä ja teknologista kehitystä.

Taulukko 1

ELI-ALPS-laitoksen laserlähteiden suunnitellut suorituskykyparametrit (laserin ulostulossa)

PRIMAARISET LASERLÄHTEET Huipputeho Keskiteho Pulssienergia Pulssin kesto Toistotaajuus ELI-ALPS HR1 > 0,13 TW > 0,16 TW 100 W 80 W > 1 mJ > 0,8 mJ < 2,2 sykliä < 1,9 sykliä 100 kHz HR2 > 1 TW 500 W > 5 mJ < 1,8 sykliä (< 6 fs) 100 kHz MIR > 3,6 GW 15 W > 0,15 mJ < 4 sykliä (< 42 fs) 100 kHz MIR HE suunniteltu päivitys ~ 0,5 TW 15 W ~ 15 mJ @ 3 μm ~ 20 mJ @ 1,5 μm ~ 3 sykliä (30 fs) 1 kHz SYLOS2 > 5 TW 35 W > 35 mJ < 2,2 sykliä (< 7 fs) 1 kHz SYLOS3 suunniteltu päivitys ~ 15 TW 120 W ~ 120 mJ ~ 2,5 sykliä (~ 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

ELI-ALPS-infrastruktuuri tarjoaa tieteellisen tutkimuksen ja teollisten sovellusten aloilla toimiville käyttäjille primaarisia laserpulsseja sekä vaikuttavan valikoiman synkronoituja sekundaarisia valo- ja hiukkaspulsseja. Merkittäviä lähteiden parametrien ominaisuuksia ovat

— vähäsykliset pulssit, joiden taajuusalue on terahertsi- tai infrapuna-alueelta aina petahertsi- tai ultraviolettialueelle ja toistotaajuus vaikuttava (10 Hz–100 kHz);

— attosekuntiluokan, äärimmäisen ultraviolettialueen, pehmeän ja kovan röntgensäteilyn pulssit, joiden toistotaajuus on 10 Hz–100 kHz ja pulssienergia vaihtelee muutamasta mikrojoulesta (μJ) millijouleen (mJ);

— relativististen ja ultrarelativististen hiukkasten ja avaruudellisesti koherentin röntgensäteilyn lähteet femtosekuntiluokassa;

— hallitut ultrarelativististen pulssien muodot, joiden kontrasti on ultrasuuri muutaman Hz:n ja kHz:n toistotaajuudella.

ELI-ALPS-laitoksen rinnakkaisena tehtävänä on edistää yhdessä toisen ELI-laitoksen kanssa korkean huipputehon ja korkean keskitehon laserien teknologista kehitystä erityisesti attosekuntitiedettä ja siihen liittyviä sovelluksia varten. Se, että samassa laitoksessa on samanaikaisesti käytettävissä attosekuntipulsseja ja huipputason lasereita, myös PW-luokan lasereita, tarjoaa ainutlaatuisia reaaliaikaisia mahdollisuuksia tutkia valon epärelativistista ja relativistista vuorovaikutusta aineen kaikkien neljän faasin kanssa.

ELI-ALPS-laitoksen erityisenä painopisteenä on edistää teollisia sovelluksia vaikutusten leviämisen kautta; sillä voi myös olla suuri vaikutus laitosta ympäröivään alueeseen, jolla sijaitsee suuri teknologiakeskus.

Taulukko 2

ELI-ALPS-laitoksen laserlähteitä koskevat välitavoitteet

ELI-ALPS-LAITOKSEN LASERLÄHTEIDEN KÄYTETTÄVYYS KÄYTTÖÖNOTTO ALKAA PÄÄSY KÄYTTÄJILLE HR1 10.2017 Käytettävissä (0,8 mJ, < 1,9 sykliä) 11.2021 (kaikki ominaisuudet) HR2 3.2021 5.2021 MIR 10.2017 Käytettävissä MIR HE – SUUNNITELTU LAAJENNUS 10.2022 1.2023 SYLOS2 3.2019 Käytettävissä SYLOS3 – SUUNNITELTU LAAJENNUS 10.2022 1.2023 SYLOS EXP ALIGNMENT 12.2018 Käytettävissä HF PW 5.2018 10.2021 THZ PUMP 1.2021 3.2021

4.2 Koeasemat

Kaavio 2

ELI-ALPS-koeasemien pohjapiirros

ELI-ALPS tarjoaa useita uusimpaan teknologiaan perustuvia ultralyhyitä suuren intensiteetin laserpulsseja sekä huippuluokan sekundaarisia lähteitä ja kehittyneitä käyttöasemia, jotka luovat erinomaisen ympäristön perustutkimukselle ja soveltavalle tutkimukselle. Joillakin aloilla ELI-ALPS on maailman kärkeä heti alusta alkaen:

— valenssi- ja ydinelektronitiede – valenssi- ja ydinelektronien dynamiikkaa pienissä järjestelmissä voidaan seurata ja hallita yksilöllisesti attosekuntipulssien vuorovaikutuksilla;

— ultranopean rakenteellisen dynamiikan ja korrelaatiovaikutusten visualisointi – ultralyhyitä pulsseja ja lyhyitä aallonpituuksia tuottavien lähteiden yhdistelmät mahdollistavat varausdynamiikan visualisoinnin monimutkaisissa ja toisistaan (vahvasti) riippuvissa järjestelmissä;

— ultranopean pinnan ja tiiviin aineen dynamiikka – viimeisimmän teknisen tason ylittävät korkean toistotaajuuden attosekuntilähteet ja kehittynyt NanoEsca-käyttöasema tarjoavat ainutlaatuisia mahdollisuuksia pintafysiikan ja tiiviin aineen fysiikan alalla;

— plasmafysiikka ja attosekuntitiede – relativistisia vähäsyklisiä pulsseja tai PW-pulsseja, joiden avaruudellinen ja ajallinen kontrasti on huipputasoa, käytettäisiin sykliä pienempien emissioprosessien tutkimiseen, optimointiin ja soveltamiseen, jotta voidaan tutkia muun muassa relativistista pintadynamiikkaa, relativistista pulssinmuodostusta ja radiobiologiaa;

— terahertsisäteilyn tutkimus – suuren intensiteetin ultralyhyet terahertsilähteet, joiden sähkökentän huippuvoimakkuus on ennennäkemätön (jopa 5 MV/cm) ja pulssienergia 1 mJ, tulevat olemaan saatavilla 0,1–2 THz:n taajuusalueella.

ELI tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän korkean toistotaajuuden säteilylähteitä, jotka kattavat sähkömagneettisen spektrin röntgensäteilystä aina pitkäaaltoiselle infrapunataajuusalueelle ja terahertsialueelle. Siksi laitos on erittäin houkutteleva monimutkaisten soveltavien järjestelmien tutkimuksen kannalta. Soveltavan tutkimuksen aloihin kuuluvat uudet attosekuntilähteet, uudet hiukkaslähteet, nanoteknologia, kulttuuriperintö, biologinen kuvantaminen ja biolääketieteen sovellukset, kuten edistynyt faasikontrastitomografia ja moniulotteinen spektroskopia.

Taulukko 3

ELI-ALPS-laitoksen sekundaarisia lähteitä koskevat välitavoitteet

ELI-ALPS-LAITOKSEN SEKUNDAARISET LÄHTEET KÄYTTÖÖNOTTO ALKAA PÄÄSY KÄYTTÄJILLE GHHG HR1 JA 2 GAS (LTA4) 8.2018 12.2021 (HR1) 7.2021 (HR2) GHHG HR1 JA 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 – SUUNNITELTU PÄIVITYS 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 – SUUNNITELTU PÄIVITYS (HTA) 1.2023 4.2023 ION BEAMLINE – MAHDOLLINEN PÄIVITYS 9.2023 12.2024





Taulukko 4

ELI-ALPS-laitoksen koeasemien välitavoitteet

ELI-ALPS-LAITOKSEN KOEASEMAT KÄYTTÖÖNOTTO ALKAA PÄÄSY KÄYTTÄJILLE REAKTIOMIKROSKOOPPI 6.2021 9.2021 VMI-SPEKTROMETRI – PÄÄTEASEMA 8.2020 10.2020 TIIVIIN AINEEN ASEMA (NANOESCA) 12.2019, 6.2020 (yksin) 7.2021 (myös attosekunti) MAGNEETTISEEN PULLOON PERUSTUVA ELEKTRONISPEKTROMETRI 4.2021 12.2021 NANOTIEDE JA NANOVALMISTUS 6.2018 12.2019 BETATRONIKUVANTAMINEN – SUUNNITELTU PÄIVITYS 4.2023 12.2023 KEMIALLISEN REAKTION VALVONTA-ASEMA 6.2020 8.2020 NESTESUIHKU – PÄÄTEASEMA 4.2022 8.2022 MONIULOTTEINEN SPEKTROSKOPIA (FEMTOBIOLOGIA) – SUUNNITELTU PÄIVITYS 8.2021 12.2021 VOIMAKKAIDEN KENTTIEN FYSIIKAN ASEMA (PW-KOHDEALUE) 12.2022 2.2023 RADIOBIOLOGIA/BIOLÄÄKETIEDE 8.2018 2.2020

Edellä olevassa taulukossa lueteltujen asemien odotetaan tulevan ELI ERICin saataville tulevina vuosina osana käyttäjien pääsyä infrastruktuuriin. Ne ovat merkittäviä teknisiä välitavoitteita ELI-ALPS-laitokselle ja ELI ERICin isäntämaana toimivalle Unkarille. Asemien odotetaan tulevan käyttöön eri aikoina. Kun viimeinen koeasema on avattu käyttäjille, laitoksen katsotaan siirtyneen vakiintuneen käytön tilaan. Lisäksi edellä olevassa taulukossa esitetään laitokseen suunnitellut päivitykset, joita ELI ERIC tarkastelee ja harkitsee jatkossa.

Kun primaaristen laser- ja kiihdytinlähteiden käyttöönotto alkaa, varhaiset käyttäjäryhmät auttavat lähteiden luonnehdinnassa ja koeasemien rakentamisen loppuun saattamisessa. Näitä toimia hallinnoidaan ja ne käynnistetään suoraan ELI-ALPS-laitoksen kautta. Sen jälkeen, kun ensimmäisistä lasereista (MIR, HR1) tuli operatiivisia vuoden 2017 lopussa, laitokseen on jo myönnetty pääsy käyttöönotossa avustamiseksi ensimmäisille kansainvälisille käyttöönotossa mukana oleville käyttäjäryhmille (FORTH Greece, ETH Zurich, CEA France, Hebrew University, Freiburg University, Aarhus University, Universite de Limoges, MPQ Garching, Friedrich Schiller University Jena, Gwangju Institute of Science & Technology, Etelä-Korea, Wigner Research Institute, Unkari).

Sitä mukaa kuin kunkin koeaseman käyttöönotto hyväksytään ja koeasema tulee käyttöön siten, että sen tukena on toimiva primaarinen ja/tai sekundaarinen lähde, käyttäjäohjelma voidaan aloittaa ja ELI ERIC voi alkaa hyväksyä ehdotuksia kyseisille asemille.

Kunkin koeaseman varmentamista ja hyväksymistä seurataan, ja virallisessa operatiivista hyväksyntää koskevassa tarkastuksessa vahvistetaan, että laitos on valmis käyttäjiä varten. Tarkastukseen osallistuu riippumattomia asiantuntijoita, ELI-ALPS-laitoksen asiantuntijoita ja toisen ELI-laitoksen asiantuntijoita, ja sen perusteella tehdään virallinen suositus ISTACille ja ELI ERICin yleiskokoukselle.

4.3 Käyttö- ja toimintatilat

Käyttötila on tuttu muiden johtavien laser- ja tutkimuslaitosten käyttäjille. Kokeet on tarkoitus suorittaa päivien ja joissakin tapauksissa viikkojen aikana. Kokonaisuudessaan laitoksen tavoitteena on olla käytettävissä [220 päivää/vuosi x 8 tuntia/päivä eli] yhteensä 1 760 tuntia vuodessa.

4.4 Toimintaan liittyvät näkökohdat sekä ELI ERICin ja ELI-ALPS-laitoksen välinen suhde

Vaikka ELI ERIC on valtuutettu hallinnoimaan ELI-ALPS-laitokseen pääsyä laitoksen käyttöön asettamisen jälkeen, fyysisen laitoksen omistaa ja sitä hallinnoi alussa suoraan ELI-HU Non-Profit Ltd. (ELI-HU). Sitä pidetään tutkimusta ja kehitystä koskevien valtiontukisääntöjen kannalta tutkimusorganisaationa.

Edellä lueteltujen merkittävien teknisten ja tieteellisten välitavoitteiden lisäksi on asetettu organisatorisia välitavoitteita, jotka liittyvät ELI-ALPS-laitoksen yleiseen integrointiin ELI ERICiin. Organisatoriset välitavoitteet esitetään jäljempänä olevassa taulukossa.

Taulukko 5

Arvio ELI-ALPS-laitoksen arviot organisaatiomuutoksen välitavoitteiden toteutumisesta

ELI-ALPS-LAITOKSEN INTEGROITU ORGANISAATIOMALLI 2020 2021 2022 HALLINTO X X X TIEDEPOLITIIKKA X X X KÄYTTÄJIEN PÄÄSY — X X TALOUSARVIO — X X TYÖHÖNOTTO — — X TEKNOLOGIAN HALLINNOINTI — — X LAITOSTEN HALLINNOINTI — — X OIKEUDELLISET NÄKÖKOHDAT JA VASTUUKYSYMYKSET — X X HALLINNOLLISET TOIMET — X X

ELI-ALPS-laitoksen toiminnot siirtyvät ELI ERICiin lyhyimmillään kahden vuoden aikana siten, että osa toiminnoista siirtyy kyseisen ajanjakson lopussa. Yhdessä koeasemien teknisten välitavoitteiden kanssa tarkasteltuna tämän perusteella voidaan määrittää yleinen siirtymäsuunnitelma.

Jäljempänä olevassa taulukossa luetellaan arvioidut ELI-ALPS-laitoksen kustannukset, joita käyttöoikeuksien järjestämisestä aiheutuu ELI-ERICille vuosina 2020 ja 2021 eli siirtymävaiheen aikana. Oletuksena on, että tämän vaiheen aikana hallinnollinen vastuu tehtävistä, resursseista ja varoista siirretään ELI-HU:lta ELI-ERICille.

Taulukko 6

ELI-ALPS-laitoksen arvioidut käyttöoikeuden kustannukset

Euroa ELI-ALPS 2020 2021 2022 2023 2024 Välittömät henkilöstökustannukset 1 729 009 2 950 040 3 590 338 3 782 380 Välittömät laitteistokustannukset 2 425 972 3 766 587 5 098 323 5 371 024 Henkilöstö- ja laitteistokustannukset 4 154 981 6 716 627 8 688 661 9 153 404 Henkilöstö- ja laitteistokustannukset %:na kokonaiskustannuksista 27 % 37 % 42 % 42 % Välilliset kustannukset 11 249 019 11 281 373 12 194 339 12 846 596 ELI-ALPS-laitoksen kokonaiskustannukset 15 404 000 17 998 000 20 883 000 22 000 000

5. ELI BEAMLINES (ELI-BL)

ELI-Beamlines-laitos (ELI-BL) , joka sijaitsee Dolní Břežanyssa lähellä Prahaa (Tšekki), on nimensä veroinen laitos, jossa erilaisten käyttäjien on mahdollista toteuttaa monenlaisia kokeita erilaisten lasersäteilylinjojen avulla. Laitos on suunniteltu niin, että se mahdollistaa korkean energian ja suuren toistotaajuuden käytön. Kyse on autonomisesta uudesta laitoksesta, jonka pinta-ala on yli 30 000 neliömetriä ja jonka odotetaan työllistävän noin 200–300 käyttäjätukihenkilöä.

Laitoksen omistaa ja sitä hallinnoi Tšekin tiedeakatemian fysiikan laitos, jolla on Tšekin tasavallassa julkisena tutkimuslaitoksena täysi itsemääräämisoikeus ja oikeushenkilöllisyys.

5.1. Tekninen rakenne ja lähteet

Taulukko 7

ELI-BL:n laserlähteiden suunnitellut suorituskykyparametrit

PRIMAARISET LASERLÄHTEET Huipputeho Pulssienergia Pulssin kesto Toistotaajuus ELI-BL L1 > 5 TW 100 mJ < 20 fs 1 kHz L2 OPCPA, kaksiväri 100 TW ≥ 3 J OPCPA /1 mJ MIR ≤ 20 fs 20 Hz L3 ≥ PW ≥ 30 J ≤ 30 fs 10 Hz L4f 10 PW ≥ 1,5 kJ ≤ 150 fs toistotaajuus 1 per min. L4n ≥ 1,5 kJ ns toistotaajuus 1 per min. L4p ≤ 1 PW 150 J 150 fs – 150 ps toistotaajuus 1 per min. Astrella 6 & 10 mJ 20 fs 1 kHz Bio-laser CEP-stabilointi 6 mJ 20 fs 1 kHz





Taulukko 8

ELI-BL Beamlines -laitokseen pääsyn välitavoitteet

ELI-BL:N LASERLÄHTEET KÄYTTÖÖNOTTO ALKANUT PÄÄSY KÄYTTÄJILLE 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 BIO-LASER 4.2018 6.2018

Painotus on selvästi sovelluksissa, joita on mahdollista käyttää erilaisilla yhteiskunnallisesti merkittävillä aloilla, kuten lääketieteessä tai biologian alalla. ELI-BL sekä siihen sidoksissa oleva HiLASE-keskus (jonka niin ikään omistaa ja jota hallinnoi Tšekin tiedeakatemian fysiikan laitos), joka on erikoistunut lasertekniikan kehittämiseen ja tämän teknologian siirtoon ja joka jo nyt houkuttelee tieteen ja teknologian kannalta edistyneelle alueelle (Tšekin ns. STAR-alueelle) sijoittautuneita eri alojen yhtiöitä ja spin-off-yrityksiä ELI-BL-laitoksen lähistöltä, luovat yhdessä suotuisan ympäristön tutkimuksen ja teollisuuden tiiviille yhteistyölle.

5.2. Koeasemat

Kaavio 3

ELI-BL-koeasemien pohjapiirros

Ultralyhyet ja ultraintensiiviset valopulssit ja hiukkaset, joita tuotetaan vuorovaikutuksessa kiinteässä olomuodossa olevien tai kaasumaisten kohdemateriaalien kanssa, mahdollistavat hyvin monen tyyppisten hankkeiden toteuttamisen niin perustutkimuksen kuin soveltavan tutkimuksen tasolla muun muassa kemian, biologian, lääketieteen teknologian sekä uusien materiaalien kehittämisen alalla. ELI-BL-laitoksessa harjoitettava tutkimustoiminta on jaettu kuuteen koehalliin.

Taulukko 9

ELI-BL:n sekundaariset lähteet / säteilylinjat ja välitavoitteet

ELI-BL:N SEKUNDAARISET LÄHTEET LÄHDE KÄYTTÖÖNOTTO ALKANUT PÄÄSY KÄYTTÄJILLE E1: RÖNTGENSÄDELÄHTEET HHG 2.2018 1.2019 E1: RÖNTGENSÄDELÄHTEET PXS 3.2018 4.2019 E2: RÖNTGENSÄDELÄHTEET Betatroni 6.2019 11.2019 E2: RÖNTGENSÄDELÄHTEET – RAHOITETTU PÄIVITYS Compton 1.2020 12.2020 E5: LASERPOHJAISEN UNDULAATTORIN AVULLA TUOTETUT RÖNTGENSÄTEET LUIS 3.2019 6.2020 E4: IONIKIIHDYTIN ELIMAIA 11.2018 10.2019 E5: ELEKTRONIKIIHDYTIN HELL 1.2019 3.2020





Taulukko 10

ELI-BL-laitoksen koeasemien välitavoitteet

ELI-BL:N KOEASEMAT ASEMA KÄYTTÖÖNOTTO ALKANUT PÄÄSY KÄYTTÄJILLE E1: MATERIAALI- JA BIOMOLEKYYLISOVELLUKSET MAC 4.2018 1.2019 E1: MATERIAALI- JA BIOMOLEKYYLISOVELLUKSET Trex 6.2018 5.2019 E1: MATERIAALI- JA BIOMOLEKYYLISOVELLUKSET SRS 6.2018 3.2019 E1: MATERIAALI- JA BIOMOLEKYYLISOVELLUKSET ELIps 9.2018 3.2019 E2: RÖNTGENSÄDELÄHTEET – RAHOITETTU PÄIVITYS Compton-asema 7.2021 7.2022 E5: LASERPOHJAISEN UNDULAATTORIN AVULLA TUOTETUT RÖNTGENSÄTEET LUIS-asema 3.2019 6.2021 E3: PLASMAFYSIIKKA-ALUSTA P3 9.2018 10.2020 E4: IONIKIIHDYTIN ELIMED 11.2018 1.2021 E5: ELEKTRONIKIIHDYTIN ELBA-asema 1.2019 7.2021

Koehallissa E1 sijaitsevat laserpohjaiset sekundaariset lähteet sekä koeasemien päätepisteet molekyyli-, biolääke- ja materiaalitieteisiin tarkoitettuja sovelluksia varten. Kokeissa hyödynnetään synkronoituja laserfotonisäteitä vakuumiultraviolettialueella (VUV) ja kovan röntgensäteilyn alueella (korkeaharmoninen lähde – koherenttina pienen hajonnan omaavana säteenä tuotettujen EUV-pulssien taajuuslähde ja plasmaröntgenlähde – röntgensäteilyn femtosekuntipulssit spektrialueella 4–30 keV).

Käytössä ovat seuraavat välineet:

— MAC: monikäyttöinen kammio atomi-, molekyyli- ja optisia tieteitä sekä koherenttia diffraktiivista kuvantamista varten;

— ELIps: VUV-ellipsometri vaihesiirron alaisia kokeita varten; pääteasema VUV-materiaalia ja pehmeää röntgensädemateriaalia varten;

— kovien röntgensäteiden pääteasema: moduuleista koostuva asema tiettyjä reaaliajassa tehtäviä kokeita varten, joita ovat muun muassa sironta, diffraktio, spektroskopia ja kuvantaminen röntgensäteillä;

— optiset anturit ja pumppusäteet: edistynyt asema optista spektroskopiaa varten, mukaan lukien stimuloitu ramansironta; monien erilaisten synkronoitujen pumppusäteiden lähde UV-säteistä infrapuna- ja THz-säteisiin.

Koehalli E2 on varattu ultranopeilla sekä kirkkailla ja kovilla röntgensäteillä tehtävään säteilytykseen. Käytettävissä on jatkossa PW-luokan laser, jonka toistotaajuus on 10 Hz. Parametrialue on mukautettavissa muun muassa lasersäteen intensiteetin, lasersäteilykeilan koon ja keston sekä kaasun elektronitiheyden osalta. Elektronit kiihdytetään relativistisen tason liike-energiaan ja joko plasma itsessään (lähteenä betatroni) tai toinen laserpulssi (lähteenä Compton) saa ne väreilemään. Mikronikoon lähde lähettää voimakkaita femtosekuntiröntgensäde- tai gammasädesuihkuja. Käyttäjät voivat pyytää kapeakaistaista (kymmenen prosenttia energiajakautumasta) tai laajakaistaista säteilyä yhdestä keV:stä muutamaan MeV:hen ulottuvalla spektrialueella.

Koehallissa E3 sijaitseva plasmafysiikka-alusta on monitoiminnallinen koeinfrastruktuuri, joka on tarkoitettu laserplasman ja laseraineen vuorovaikutusta koskevaan tutkimukseen pääasiassa seuraavilla aloilla:

— korkean energiatiheyden fysiikka;

— kuuma tiheä aine;

— plasmaoptiikka;

— laboratorioastrofysiikka;

— ultrakorkean intensiteetin vuorovaikutus.

Koealueella E4 käyttäjillä on mahdollisuus testata erilaisia näytteitä laserkiihdytetyillä ionilähteillä sen ionisuihkukuljetus- ja annosmittausosan ansiosta sekä tutkia innovatiivisia kaavoja sellaista laserpohjaista ionikiihdytintä varten, joka on mahdollista sijoittaa mukautuvan vuorovaikutuksen kammioon. ELIMAIA-säteilylinjalla käyttäjät voivat tutkia laserpohjaisten ionisuihkujen hyödyntämistä monialaisissa sovelluksissa esimerkiksi in vitro -radiobiologian alalla ja prekliinisissä tutkimuksissa ELIMEDin kansainvälisen yhteistyön puitteissa.

Koehallissa E5 sijaitsee LUIS-säteilylinja, ja se on tarkoitettu käyttäjille, jotka ovat kiinnostuneita erilaisten näytteiden säteilyttämisestä kaikkein edistyneimpien tekniikoiden avulla. Samassa koehallissa sijaitsee myös ELBA-alusta eli mukautuva koealue, joka on tarkoitettu käyttäjille, jotka haluavat testata innovatiivisia toimintamalleja ja käyttää kaikkein edistyneimpiä teknologioita elektronien kiihdyttämiseksi lasereilla useilla eri GeV-tasoilla.

ELI-BL-laitoksen alkuperäisen laajuuden ohella edellä esitetyssä taulukossa mainitaan myös jo rahoitusta saaneet kapasiteetin lisäykset ja päivitykset, joita laitoksessa on tehty ADONIS-, HIFI- ja ELIBIO-hankkeiden yhteydessä ja jotka ovat ELI ERICin tulevan uudelleentarkastelun ja arvioinnin kohteina.

Kunkin koeaseman varmentamista ja kelpoisuutta seurataan, ja virallisessa toimintakelpoisuuden uudelleentarkastelussa, johon osallistuu riippumattomia asiantuntijoita, ELI-BL-laitoksen asiantuntijoita ja toisen ELI-laitoksen asiantuntijoita, vahvistetaan, että laitos on valmis käyttäjiä varten, ja annetaan virallinen suositus ISTACille ja ELI ERICin yleiskokoukselle.

5.3. Käyttö- ja toimintatilat

Käyttötila on tuttu muiden johtavien laser- ja tutkimuslaitosten käyttäjille. Kokeet on tarkoitus suorittaa päivien ja joissakin tapauksissa viikkojen aikana. Kokonaisuudessaan laitoksen tavoitteena on olla käytettävissä [220 päivää vuodessa x 8 tuntia päivässä] yhteensä 1 760 tuntia vuodessa.

5.4. Toimintaan liittyvät näkökohdat sekä ELI ERICin ja ELI-BL-laitoksen välinen suhde

Vaikka ELI ERIC on valtuutettu hallinnoimaan ELI-BL-laitokseen pääsyä sen käytettäväksi asettamisen jälkeen, alussa fyysisen laitoksen omistaa ja sitä hallinnoi suoraan Tšekin tiedeakatemian fysiikan laitos. Se on täysin itsenäinen toimija, jolla on Tšekissä oikeushenkilöllisyys. Sitä pidetään tutkimusta ja kehitystä koskevan valtiontuen kannalta tutkimusorganisaationa.

Edellä lueteltujen merkittävien teknisten ja tieteellisten välitavoitteiden lisäksi on asetettu organisatorisia välitavoitteita, jotka liittyvät ELI-BL-laitoksen yleiseen integrointiin ELI ERICin yhteyteen. Kyseiset organisatoriset välitavoitteet esitetään jäljempänä olevassa taulukossa ja mainitaan lisäyksessä ”Hallintoon liittyvä toimintamalli”.

Taulukko 11

Arvio ELI-BL-laitoksen organisaatiomuutoksen välitavoitteiden toteutumisesta

ELI-BL-LAITOKSEN INTEGROITU MALLI 2020 2021 2022 HALLINTO X X X TIEDEPOLITIIKKA X X X KÄYTTÄJIEN PÄÄSY — X X TALOUSARVIO — X X TYÖHÖNOTTO — — X TEKNOLOGIAN HALLINNOINTI — — X ALUEEN HOITO (TÄYTETÄÄN TARVITTAESSA) — — X OIKEUDELLISET NÄKÖKOHDAT JA VASTUUKYSYMYKSET — X X HALLINNOLLISET TOIMET — X X

Tšekki sitoutuu siihen, että ELI-BL-laitoksen koko kapasiteetti on ELI ERICin käytettävissä.

Jäljempänä olevassa taulukossa luetellaan ELI-BL-laitoksen kustannukset, joita aiheutuu käyttöoikeuksien järjestämisestä ELI ERICille vuosina 2020 ja 2021 eli siirtymävaiheen aikana. Oletuksena on, että tämän vaiheen aikana hallinnollinen vastuu tehtävistä, resursseista ja varoista siirretään Tšekin tiedeakatemian fysiikan laitokselta ELI ERICille.

Taulukko 12

Arvio ELI-Beamlines-laitoksen käyttöoikeutta koskevista kustannuksista

Euroa ELI-BL 2020 2021 2022 2023 2024 Välittömät henkilöstökustannukset 4 892 490 5 577 230 5 928 203 5 936 667 Välittömät laitteistokustannukset 7 831 675 7 565 111 7 428 934 7 439 541 Henkilöstö- ja laitteistokustannukset 12 724 165 13 142 341 13 357 138 13 376 209 Henkilöstö- ja laitteistokustannukset %:na kokonaiskustannuksista 51 % 52 % 53 % 53 % Välilliset kustannukset 12 342 835 11 999 659 11 856 862 11 873 791 ELI-BL:n kokonaiskustannukset 25 067 000 25 142 000 25 214 000 25 250 000

6. Arvioidut kustannukset

Jotta tiedetään, mitkä ovat edellytykset pitkän aikavälin kestävyydelle, on määritettävä tarkasti kustannukset ja mahdolliset rahoituslähteet. Kuten ELI ERICin perussäännössä määrätään, ELI-laitosten käyttöä koskevat yleiset periaatteet on dokumentoitava erillisessä toimintapolitiikassa, jonka yleiskokous hyväksyy. Jäsenten rahoitusosuudet toimintakustannuksista vahvistetaan liitteessä II, millä luodaan myös ennakkoedellytykset sen välttämiseksi, että kunkin jäsenen tiedeyhteisön käytön ja käteis-/luotoissuoritusten välille syntyy huomattava, pitkäkestoinen epätasapaino.

Jäljempänä esitetään perustekijät kustannusten määrittämiseksi. Ne voidaan jakaa ryhmiin seuraavasti:

1) rakentaminen – pääomamenot (CAPEX) ennen toiminnan aloittamista;

2) toiminta – vertaisarvioituihin käyttöoikeuksiin liittyvät toimintamenot (OPEX);

3) tulevat päivitykset – uudet investoinnit (CAPEX), jotka ovat tarpeen eritelmien ja käytettävissä olevien välineiden parantamiseksi kilpailuun ja käyttäjien vaatimuksiin vastaamiseksi.

Seuraavassa tekstissä käsitellään pääasiassa kohtiin 1 (rakentaminen) ja 2 (toiminta) liittyviä näkökohtia.

6.1 Rakentaminen

ELI-laitosten rakentamisen aikaiset kokonaisinvestoinnit (rakennuskustannukset) ovat noin 556 miljoonaa euroa. Ne eritellään tarkemmin taulukossa 13.

Taulukko 13

ELI-laitosten rakennuskustannukset

tuhatta euroa MENOERÄ ELI BL ELI ALPS ELI RAKENNUS JA TONTTI 94 643 000 88 705 000 183 348 000 TEKNOLOGIA 181 876 000 105 435 000 287 311 000 PALVELUT 7 601 000 9 788 000 17 389 000 HENKILÖSTÖ 41 206 000 27 484 000 68 690 000 YHTEENSÄ 325 326 000 231 412 000 556 738 000

Nämä kustannukset ovat kokonaan isäntämaiden vastuulla, ja ne katetaan ERI-rahastoista ja kansallisista määrärahoista kansallisten hallintoviranomaisten hyväksymien ja valvomien hankkeiden perusteella. Investoinneista noin 25 prosenttia on kohdistunut rakennuksiin, 65 prosenttia teknologiaan ja 10 prosenttia henkilöstömenoihin ja palveluihin. Kyseiset kustannukset eivät ole palautettavissa ELI ERICille, eikä niitä sisällytetä ELI ERICin toimintakustannuksiin. Alkuinvestointeja tai rakennuskustannuksia ei myöskään makseta rahoitusosuuksista, jotka on varattu yksinomaan käyttöönottovaiheen, vakiintuneen käyttövaiheen ja päivitysten rahoittamiseen.

6.2 Toiminta

Isäntäjäsenten sitoutumisen ansiosta muut jäsenet voivat määritellä vaiheittaisen lähestymistavan omiin tuleviin sitoumuksiinsa, joten ELI ERICin kestävyys voidaan varmistaa pidemmällä aikavälillä jäsenten rahoitusosuuksien perusteella.

Taulukko 14

Arvio ELI-laitoksiin liittyvistä ELI ERIC in toimintakustannuksista

euroa ELI ERICin toimintakustannukset 2020 2021 2022 2023 2024 Välittömät henkilöstökustannukset 6 621 499 8 527 271 9 518 542 9 719 048 Välittömät laitekustannukset 10 257 647 11 331 697 12 527 257 12 810 565 Välilliset kustannukset 23 591 854 23 281 032 24 051 201 24 720 387 ELI-laitosten kustannukset yhteensä 40 471 000 43 140 000 46 097 000 47 250 000 ELI ERICin kotipaikka 500 000 2 551 000 2 564 000 2 600 000 2 600 000 ELI ERICin kustannukset yhteensä 500 000 43 022 000 45 704 000 48 697 000 49 850 000

Muiden kuin isäntäjäsenten mukaantulo käyttöönottovaiheen aikana mahdollistaa rahoitusosuuksien asteittaisen nostamisen ELI ERICin perustamisen jälkeen. Se mahdollistaa myös jäsenten rahoitusosuuksien lopullisesta tasosta ja sitoumuksista päättämisen pian perustamisen jälkeen. Varhainen mukaantulo mahdollistaa tulevien jäsenten osallistumisen ELI-laitosten toimintaa koskevien perussääntöjen laatimiseen, ja sen ansiosta voidaan myös nostaa alussa annettuja rahoitussitoumuksia.

Edellä on esitetty arvio ELI ERICin toimintakustannuksista nykyisiin välitavoitteisiin mukautettuina. Arviot käyttäjien pääsyyn liittyvistä kustannuksista käyttöönottovaiheen aikana ovat todennäköisesti ylimitoitettuja ja riippuvat siitä, saavutetaanko asetetut välitavoitteet. Arviot on laadittava ja niitä on seurattava käyttöönottovaiheen aikana vuosittain.

6.3 Tulevat päivitykset

ELI ERICin toimintakustannuksissa ei huomioida laserjärjestelmiin ja -laitteisiin myöhemmin tehtäviä päivityksiä. Ne kattavat käyttökustannukset sekä varaosat ja kunnossapidon.

Edistyneet laserjärjestelmät kehittyvät nopeasti, ja yleisesti tunnustetaan, että jatkuva kehitys on tarpeen kilpailukyvyn säilyttämiseksi. Tätä varten ELI ERICin hallinnolle tehdään ehdotuksia yksittäisistä päivityshankkeista ja tilannetta analysoidaan viiden ja kymmenen vuoden säteellä mahdollisen kehityksen ja siihen liittyvien kustannusten hahmottamiseksi. Tarkoitus on järjestää erityisiä päivityskampanjoita, jotta voidaan huomioida pääomainvestointeja koskevat vaatimukset ja lähteet.

7. KEHITYS JA TAVOITTEET

Extreme Light Infrastructure (äärimmäisen kevyt infrastruktuuri, ELI) ERIC on merkittävä edistysaskel paitsi Euroopan laseryhteisölle myös yleisemmin katsottuna koko eurooppalaiselle tutkimusalueelle. Lasertekniikka on alana samalla kertaa sekä vakiintunut että nopeasti kehittyvä. Kehittyessään tästä alasta tulee koko ajan merkityksellisempi tieteen käyttöön tarkoitetuille sovelluksille, ja se on jo nyt hyvin tärkeä Euroopan kilpailukyvyn kannalta.

ELI ERIC hyödyttää yhteiskuntaa laaja-alaisesti muun muassa kliinisen syövänhoidon, biolääketieteellisen kuvantamisen sekä ydinmateriaalien ja ydinjätteen käsittelyn aloilla. ELI ERIC myös tukee Euroopan fotoniikkateollisuutta ja tarjoaa koulutus- ja harjoittelumahdollisuuksia uusille tutkijoille ja insinööreille fotoniikan ja lasertekniikan mahdollistaman tutkimuksen alalla.

ELI ERICillä on olennainen merkitys Euroopan laajuisissa aloitteissa, jotta voidaan säilyttää kilpailukyky strategisesti tärkeällä suuritehoisten lyhytpulssilaserjärjestelmien alalla sekä niihin liittyvillä tieteen- ja innovaatioaloilla. Lasertekniikan nopea kehitys osoittaa, että kyseinen ala on hyvissä asemissa horjuttaakseen dramaattisesti nykyisten laaja-alaisten tieteellisten ja teollisten alustojen asemaa keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä. Ennen kuin tämä on mahdollista, ELI ERICin on kuitenkin osoitettava, että se kykenee toimimaan kestävästi.

7.1 Lasertieteen ja -tekniikan kehitys

Eurooppa on kiilannut Aasian ja Pohjois-Amerikan eteen suurteholaserlaitosten ja -tutkimuskeskusten alalla. On selvää, että Euroopassa on nähtävissä merkittävää keskittymistä, mikä johtuu pääasiassa useiden eri laitosten itseohjautuvuudesta ja maiden osallistumisesta sellaisiin Euroopan unionin ohjelmiin, joilla on tuettu ja edistetty kyseisen alan strategista merkitystä useiden vuosikymmenten ajan.

Tieteellinen menestys ja innostus suurteholaserjärjestelmien alalla on lisännyt eurooppalaisten laitosten määrää viimeisten kymmenen vuoden aikana. Monet tekijät tukevat tätä kehitystä, mutta samalla on selvästi nähtävissä kansallisten laserlaboratorioiden lisääntyminen Euroopan komission rahoittaman Euroopan laajuisen LaserLab Europe -verkoston puitteissa (www.laserlab-europe.net). Sen verkkosivuston mukaan konsortioon kuuluu nyt 33 johtavaa organisaatiota monitieteellisen laserpohjaisen tutkimuksen alalta 16 maasta. Näistä organisaatioista 22 tarjoaa mahdollisuuden käyttää laboratorioitaan Euroopassa ja sen ulkopuolella tehtävään tutkimukseen.

Kaavio 4

International Committee for Ultra-Intense Lasers -järjestön (ICUIL) vuonna 2016 laatima maailmankartta, johon on merkitty PW-luokan laserlaitokset eri puolilla maailmaa

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

LaserLab Europe -verkoston varhainen menestys luo perustan, jonka pohjalta ELI ERIC voi jatkaa eurooppalaisen laseryhteisön kehittämistä. Yhtä tärkeää on se, että ELI ERIC mahdollistaa uusia valmiuksia ja onnistuu kiinnittämään muiden tieteenalojen huomion. Kansallisten laserpohjaisten laboratorioiden menestyksen pohjalta ELI ERICin asiantuntemusta, osaamista ja konseptin toimivuuden todistamista on kehitetty. Käyttäjäkunta on kasvanut ja investoinnit ovat olleet merkittäviä, mikä tukee osaltaan eurooppalaisten yhtiöiden kehitystä ELI ERICin ja muiden petawattiluokan (PW-luokka) laitosten rakentamisessa. Yhteisön jatkuva yhteistyö on ratkaisevan tärkeää Euroopan kilpailukyvyn ja johtajuuden ylläpitämiseksi tällä alalla myös jatkossa.

ELI-järjestelmien chirped-pulssivahvistimen (CPA) ja sittemmin optisen parametrisen chirped-pulssivahvistimen (OPCPA) keksimisen jälkeen laserpulssien huipputeho on kasvanut 6–8-kertaiseksi, mikä on 4 suuruusluokkaa enemmän kuin taso, jolla elektronien värinäenergia vastaa lepomassaenergiaa (1 018 W/cm2). Tämä on merkkinä relativistisesta laserplasmavuorovaikutuksesta ja subatomisesta järjestelmästä, myös ydin- ja hiukkasfysiikassa. ELI ERIC voi tulevan kehityksensä ansiosta realistisesti kilpailla maailman tehokkaimpien kiihdyttimien kanssa, koska sen kustannukset ovat murto-osa muiden kiihdyttimien kustannuksista, ja se voi kilpailla myös perinteisempien tekniikoiden kanssa, koska niitä käytettäessä kiihdytyskäyrän on oltava jyrkkä kohdesovelluksessa, kuten kasvainten sädehoidossa sairaalaympäristössä, missä tilankäyttö ja kustannukset ovat ratkaisevia.

Teknologisen kehityksen osalta ELI ERIC painottaa työssään voimakkaasti kriittisiä yhteistyöaloja, jotka ELI ja LaserLab-verkoston johtavat kumppanit ovat määrittäneet. PW-luokan järjestelmien ja -laitteiden luotettavaan, kustannustehokkaaseen toimintaan liittyvät keskeiset pullonkaulat pyritään poistamaan yhteistyössä kyseisen teollisuudenalan kanssa. Tällä on jo nyt myönteinen vaikutus kyseiseen teollisuudenalaan Euroopassa, eurooppalaiseen tutkimusalueeseen sekä LaserLab-kumppaniverkostoon, ja lisäksi se edesauttaa suoraan ELI-laitosten kestävää toimintaa varmistamalla maailmanluokan luotettavuuden.

Kaavio 5

Käyttöön otettujen petawattiluokan laserjärjestelmien määrä vuosittain sijaintimaanosan mukaan jaoteltuina (*2)

Fysiikka on selkeää, ja haasteena onkin teknologian kehittäminen. ELI kehittää jatkossa useita mahdollistavia teknologioita yhdessä teollisuuden ja muiden johtavien tutkimuskeskusten kanssa erityisesti seuraavan sukupolven optisten komponenttien alalla.

7.2 ELI ERICin organisatoriset tavoitteet

7.2.1 Toiminnan vakiinnuttaminen

Resurssien yhdistäminen ja ELI ERICin osakseen saama huomio vaikuttavat syvästi ja pitkäaikaisesti kyseisellä alalla tehtävään tieteelliseen tutkimukseen ja teknologian kehittämiseen. Ensimmäinen tavoite on kuitenkin käytännöllinen ja paikallinen: samanaikaisesti on pystytettävä ja yhdistettävä kahden laitoksen hallinto ja integroitava niiden resurssit tehokkaasti.

ELI ERIC on asetuksen (EY) N:o 723/2009 mukaisesti yhdessä paikassa sijaitseva tutkimusinfrastruktuuri, jolla on kotipaikkansa lisäksi useita toimipaikkoja isäntäjäsenmaissa. On olemassa muitakin useassa toimipaikassa toimivia tieteellisiä organisaatioita, mutta vain hyvin harvassa tapauksessa eurooppalaisia uushankkeita toteutetaan eri maissa rakennerahastojen tuella niin, että tarkoituksena on yhdistyä yhdeksi tutkimusinfrastruktuuriksi. Myöskään suuria laserpohjaisia käyttäjille tarkoitettuja laitoksia ei ole olemassa. ELI ERICin on ensin saatava kyseiset laitokset toimintaan, ja vasta sitten voidaan tarkastella laaja-alaisempia intressejä. Tämä on haaste sekä teknologian että johtamisen näkökulmasta.

7.2.2 Yhteistyön aloittaminen

Toisena tavoitteena on tunnistaa mahdollisuudet hyödyntää teknisiä synergiaetuja Euroopan johtavien suuritehoisten lyhytpulssilaserkeskusten välillä. Historiallisesti katsottuna suuritehoisten PW-luokan lasereiden toiminnassa on ollut haasteita käyttäjäympäristössä, ja ongelmia on ollut luotettavuuden ja osien vaihtamisen kalleuden kanssa. Pelkästään ELI-laitosten yhteenlaskettu teho on lopulta yli 30 PW.

Ranskassa, Saksassa, Espanjassa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Italiassa (kaikki Laserlab Europe -verkoston jäseniä) sijaitsevien kansallisten laitosten kanssa ELI ERICistä tulee historian suurin edistyneimpien suuritehoisten lyhytpulssilaserlaitosten keskittymä. Todellista vertailukohtaa ei ole, sillä tavoitteena on käynnistää ennennäkemätön yhteistyö PW-luokan lasereiden toimintaa haittaavien komponenttien ja prosessien määrittämiseksi sekä löytää ratkaisuja ja laatia vakiolähestymistapoja toimintaa varten.

Odotuksena on, että työskentelemällä yhdessä ja tekemällä yhteistyötä teollisuuden kanssa laitokset voivat alentaa toimintakustannuksiaan joissakin tapauksissa jopa 30 prosentilla sekä nostaa käyttäjille tarjolla olevan käyttöajan jopa 90 prosenttiin sädeajasta. Tämä antaa mahdollisuuden saada ainutlaatuisia mittakaavaetuja, laajentaa toimintaa sekä edistää teknologiaa merkittävällä tavalla lyhyen ajanjakson aikana. Nämä edut heijastuvat laserteollisuuteen kaikkialla maailmassa.

7.2.3 Maineen vakiinnuttaminen

Kolmas tavoite on osoittaa tieteellisesti ELI ERICin järjestelmien suorituskyky ja potentiaali tieteellisen ohjelman toimintavaiheen alussa. ELI-laitokset pyrkivät muiden kumppanilaitosten kokemusten tuella saamaan käyttäjille tarkoitetun arvioidun käyttöajan 80-prosenttisesti käyttöön vuoteen 2021 mennessä niin, että toiminnassa on 90 prosenttia primaarisista laserjärjestelmistä, joiden toistotaajuus on valtaosin korkea tai keskitasoa.

Vertailun vuoksi voidaan todeta, että nykyisissä PW-luokan huippulasereissa toistotaajuus on useita ulostulopulsseja tunnissa, kun taas ELI ERIC ja jotkin kumppanilaitokset pyrkivät toimimaan yhden ja usean hertsin taajuudella. Tämä on erityisen huomionarvoinen seikka siinä mielessä, että ELI ERIC operoi joissakin tapauksissa maailman suorituskykyisimpiä lasereita. Pyyntöjen esittäminen varhaisessa vaiheessa mahdollistaa kokeiden tekemisen aiempaa suuremmilla toistotaajuuksilla, kun samalla tehdään kehitystyötä yhdessä ja määritetään tavoitteita käyttäjiä varten.

Nämä kokeet paitsi johtavat läpimurtokeksintöihin myös mahdollistavat maailman parhaan suorituskyvyn toissijaisten lähteiden, kuten GeV-suuruusluokan uusien kiihdyttimien, osalta. Tällaiset uraauurtavat hallitut kokeet heti laitoksen elinkaaren alkuvaiheessa yhdistettyinä laaja-alaisiin tiedotus- ja levitystoimiin herättävät voimakasta kiinnostusta ELI ERICiä ja ylipäätään lasertiedettä kohtaan. Tämä vaikuttaa kokonaisvaltaisesti lasertieteisiin Euroopassa ja muualla maailmassa sekä johtaa moniin käytännön sovelluksiin, kuten edistyneisiin syövänhoitomuotoihin ja vaarallisten ydinjätteiden jalostusmenetelmiin. Tavoitteena on osoittaa tämä potentiaali ja luoda alati kasvava ja kestävä perusta ELI ERICin ja koko lasertieteen tueksi Euroopassa.

7.2.4 Innovoinnin vakiinnuttaminen

ELI ERICin vaikutus laserteollisuuden innovointiin ja teknologiaan jatkuu myös rakennusvaiheen päätyttyä. Toimintavaiheessa haasteena on kestävän teknologisen kehityksen varmistaminen. ELI pyrkii luomaan pitkäaikaiset suhteet teollisiin kumppaneihin, jotta tärkeiden komponenttien hankintaan ja teknologian jatkuvaan kehitykseen liittyviä ongelmia voidaan ratkaista toiminnan kestävyyttä painottaen.

Siltä osin kuin on kyse suhteista teollisuuden toimijoihin, yhtenä haasteena on vuoropuhelun aloittaminen tavarantoimittajien kanssa, jotta voidaan tunnistaa tuoteparannuksiin tai riskienhallintaprosessiin liittyvät rajoitteet (kuten varaosien laaja saatavuus ja tavarantoimittajien suuri määrä) erityisesti ELI-laitosten kestävän toiminnan varmistamiseksi pitkällä aikavälillä.

ELI ERICin vaatimusten mukaista teknologista kehitystä jatketaan toimintavaiheessa. Tästä voidaan mainita seuraavat esimerkit:

— Suurteholasereiden tai korkean toistotaajuuden lasereiden keskeiset optiset komponentit. Suuntauksen ohjauksessa ja fokusoinnissa käytettävää optiikkaa, diffraktiohilaa ja aktiiviaineita on vielä kehitettävä, jotta korkean energian ja korkean huipputehon pulsseja voidaan käyttää pitkäaikaisesti ja säteilykeilan halkaisijan ollessa suuri. Tämä on tehtävä suurella toistomäärällä.

— Lyhyiden pulssien ja laajojen säteilykeilojen metrologia. Lyhyisiin pulsseihin ja laajoihin säteilykeiloihin perustuvien järjestelmien suorituskyvyn mittaamiseksi tarvitaan murroksellisia ratkaisuja, jotta ELI-laitoksissa saavutettavissa olevien ainutlaatuisten tieteellisten tulosten ymmärtämistä voidaan lisätä.

— Monimutkaisten järjestelmien kattava hallinta. Kokeellisten järjestelmien on taattava laitoksen suorituskyky ja kitkaton toiminta. Tarvitaan älykkäitä hallintajärjestelmiä, jotka ovat täysin kytköksissä toisiinsa.

ELI-laitokset painottavat yhteistyötä sellaisten teollisuuskumppanien kanssa, jotka kykenevät viemään nykyistä teknologiaa vielä pidemmälle innovatiivisten ratkaisujen avulla. Innovoinnin sisällössä ei keskitytä teknisiin näkökohtiin lyhyellä aikavälillä, vaan siinä huomioidaan myös ratkaisun kestävyys pitkällä aikavälillä, jotta ELI ERICille voidaan taata paras mahdollinen suorituskyky, pisin käytettävyysaika sekä ylläpitokustannusten mahdollisimman tehokas hallinta. ELI ERICin ainutlaatuiset tieteelliset tulokset perustuvat pitkällä aikavälillä kaikkein kestävimpiin korkean huipputehon teknologisiin ratkaisuihin.

7.2.5 Vaikutus isäntämaissa

Keskeinen syy ELI ERICiin kohdennetuille investoinneille sekä sen sijoittamiselle Keski-Euroopan maihin on se, että näin voidaan vaikuttaa alueisiin, joilla tehdään hyvin arvokasta tutkimusta ja jotka toimivat teknologian keskuksena. Muista tutkimuslaitoksista on tehty lukuisia tutkimuksia, joiden perusteella huomattava osa investointien ja innovoinnin vaikutuksista toteutuu 100 kilometrin säteellä kyseisestä laitoksesta. Läheisyydellä on siis merkitystä. Odotettavissa olevista vaikutuksista voidaan mainita esimerkiksi seuraavat:

— Investoinnin välitön vaikutus – Odotuksena on, että isäntämaat saavat toimintakustannukset katettua 50–80-prosenttisesti muiden jäsenten rahoituksella, joten investoinneilla pitäisi olla välitön vaikutus paikallistalouteen. ELI seuraa kyseisiä vaikutuksia ja raportoi niistä. Odotuksena on, että vähintään puolet noista investoinneista käytetään paikallisesti niin, että niillä on vaikutusta kahdella Keski-Euroopan alueella.

— Lisää mahdollisuuksia kansallisille ja paikallisille tutkijoille – Kaikki ELI-laitokset sijaitsevat yliopistokaupungeissa (Praha ja Szeged). Kaikki ELI ERICin tulevasta kehityksestä tietoiset yliopistot ovat sijoittaneet opiskelijoita ja tutkijoita ohjelmiin, joissa voidaan hyödyntää hankkeen läheisyys. Hankkeeseen sisältyy tähän asiayhteyteen liittyviä erityistoimia, joilla pyritään tavoittamaan paikalliset tutkijat, ja odotuksena on, että kymmenen vuoden kuluessa ELI ERICin perustamisesta alan johtavat tutkijat ovat näissä maissa.

— Lisää innovointimahdollisuuksia paikalliselle teollisuudelle – Edellä kuvattujen välittömien investointivaikutusten lisäksi laitosten läheisyys tukee innovointia vähintään kahdella mitattavissa olevalla tavalla. Ensinnäkin teollisuuden toimijat, joilla on tarvittavat valmiudet, näkevät tässä tilaisuuden ja lähestyvät laitosta ennakoivasti joko myydäkseen tuotteitaan tai selvittääkseen, miten voisivat mukauttaa tarjontaansa laitoksen tarpeisiin. Teollisuuden toimijoiden tavoittamiseksi järjestettyjen tapahtumien avulla sekä hankintaryhmät että teollisuuden yhteyshenkilöt voivat helpottaa laitoksia koskevien tietojen jakamista. Lisäksi on aloja, joilla laitokset voivat strategisista syistä hyötyä paikallisten tavarantoimittajien käyttämisestä. Myös alueen alhainen kustannustaso voi tukea tätä, mutta todennäköisemmin hyöty perustuu tavarantoimittajien läheisyyteen ja käytettävyyden helppouteen teknisten ratkaisujen mukauttamista ajatellen.

8. KESKEISET RISKIT

8.1 Riskianalyysi

Taulukko 15

ELI ERIC -laitosten käyttöönottoa koskeva korkean tason riskinarviointi

Mahdollinen riski Todennäköisyys Matala 1–5 Korkea Vaikuttavuus Matala 1–5 Korkea Ehkäiseminen ja vähentäminen Henkilöstön houkutteleminen ja kilpailukykyinen palkka – Riskinä on, että ELI ERICin on vaikea houkutella maailman johtavia asiantuntijoita työntekijöikseen. 4 5 Aktiivinen rekrytointi, sopimusehdot, tutkimusmahdollisuudet ja elämänlaatua parantavat aloitteet Tekninen riski, joka liittyy siihen, ettei keskeisiä parametrejä saavuteta – Riski siitä, ettei ELI saavuta joitakin keskeisiä suorituskykyparametrejä, mikä voi olla esteenä joidenkin kokeiden toteuttamiselle. 3 3 Suunnittelu ja vuoropuhelu käyttäjäyhteisön ja ISTACin kanssa auttavat hallitsemaan odotuksia ja määrittämään kokeiden vaihtoehtoiset painopisteet Palkkojen nostaminen ensimmäisten viiden vuoden aikana – ELI ERICin palkkoja nostetaan huomattavasti, jopa 5–10 prosenttia, vuosittain paikallisten työmarkkinoiden dynamiikan vuoksi. 5 3 Suunnittelu ja vuoropuhelu henkilöstön kanssa odotusten määrittämiseksi Laitteiston tai osien vanhentuminen – Laserjärjestelmien teknologia kehittyy nopeasti tulevina vuosina, joten riskinä on, ettei ELI ole kilpailukykyinen ilman jatkuvia pääomamenoja. 3 4 Teknologiseen etenemissuunnitelmaan perustuva suunnittelu; lisärahoituksen etsiminen Huonot käyttäjäkokemukset alussa – Alkuvaiheessa aiheutunut vahinko, joka johtuu a) laitoksen heikosta suorituskyvystä, b) henkilöstön tuen puuttumisesta tai c) huonosta viestinnästä tai odotusten hallinnasta. Tämä voi aiheuttaa sen, että huonot arviot leviävät tutkijoiden keskuudessa ja palvelujen käyttö alkaa hyvin hitaasti. 3–4 4–5 Tiivis työskentely alkuvaiheessa ystävällismielisten käyttäjien kanssa, käyttäjäkyselyt, suunnitelma käyttäjäkoordinaattoreille eräänlaisten ovenavauspalvelujen tarjoamista varten ELI-laitosten integroinnin epäonnistuminen – Eri organisaatioiden yhdistyminen viivästyy tai epäonnistuu hallinnollisten tai johtoon liittyvien ongelmien takia. Tämä aiheuttaa lisäkustannuksia ja on ELI ERICin eheyden ja maineen kannalta vahingollista. 2 5 Hallinnon tiivis seuranta, korkean tason tuki muutoksenhallinnalle ja koulutustyöpajoille, resurssien kohdentaminen sekä kohtuulliset odotukset aikataulun suhteen

(1) Neuvoston asetus (EY) N:o 723/2009, annettu 25 päivänä kesäkuuta 2009, eurooppalaiseen tutkimusinfrastruktuurikonsortioon (ERIC) sovellettavasta yhteisön oikeudellisesta kehyksestä (EUVL L 206, 8.8.2009, s. 1).

(*1) CPA-teknologian ja kiinteän olomuodon lasereita (solid state laser) koskevan teknologian ansiota huippuintensiteetti on nykyään yli 1022 W:n/cm2 luokkaa. ELI ERIC kasvattaa huippuintensiteettiä enemmän kuin yhdellä suuruusluokalla. Kaaviossa esitetään myös SLAC E144 -koe (sininen piste), jossa saavutettiin suuri intensiteetti viemällä laserin ja aineen vuorovaikutus relativistiselle tasolle. Vaakaviivat kuvaavat intensiteettiä, jossa elektronin ponderomotiivinen (värinä)energia Up 800 nm:n (titaani:safiiri) laserissa vastaa yhtä atomiyksikköä, intensiteettiä, jossa Up vastaa elektronin lepomassaa, ja lopullista tavoitetta eli Schwingerin intensiteettiä Y = 1, jossa tyhjiöstä tulee epävakaa ja valo muuttuu aineeksi. Lähde: P. Bucksbaum, Stanford Univ.

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

(*2) Tämä kaavio kattaa sekä toiminnassa että rakenteilla olevat laitokset. LÄHDE: J. Collier, Rutherford Central Laser Facility.