I PRIEDAS

TECHNINIS IR MOKSLINIS APRAŠYMAS

1. ŠIO DOKUMENTO TIKSLAS IR TAIKYMO SRITIS

Šiame dokumente aprašomas mokslinis tikslas ir techninės sistemos, kurias ERIC „Ekstremaliosios šviesos infrastruktūra“ (ELI ERIC) suteiks mokslininkams. Čia aprašyti objektų, kuriuos priimančiosios šalys suteiks ELI ERIC, konkretūs aspektai. Šis dokumentas yra vienas iš pagrindų nustatyti ELI ERIC veiklos sritį ir apibrėžtį.

Dokumente išvardyti ELI ERIC moksliniai tikslai ir paskirtis. Kai kuriais aktualiais atvejais remiamasi ELI baltąja knyga, pirminiu techniniu ankstesnio už statybą etapo ELI dokumentu. Pripažįstama, kad tame svarbiame dokumente aprašyti ELI vizijos aspektai lieka galioti, tačiau šio dokumento ir ELI ERIC kūrimo tikslais aprašomi tik ERIC priimančiųjų narių suteikiami techniniai objektai.

Apibendrinama dabartinė ELI objektų mokslinė sritis ir techniniai aspektai. Taip pat nurodomi biudžeto ir tvarkaraščio elementai veiklos pradžioje. Šia informacija remiamasi ELI ERIC įstatuose, ypač 22 straipsnyje „Įsipareigojimai ir ištekliai“, ji yra atskaitos scenarijus ELI ERIC ir objektų savininkų (priimančiųjų įstaigų) susitarimams, kad ELI objektai taptų prieinami naudotojų bendruomenei. Šis dokumentas pradinio ELI ERIC formavimo metu yra sudedamoji ELI ERIC įstatų dalis ir galioja kaip atskaitos scenarijus objektų veiklos sričiai ir misijai apibrėžti.

2. ĮVADAS IR APLINKYBĖS

ERIC „Ekstremaliosios šviesos infrastruktūra“ yra tarptautinis lazerių infrastruktūros objektas, kurio tikslas – išplėtoti naujas tarpdisciplininių mokslinių tyrimų galimybes, naudojant ekstremaliąją šviesą iš šiuo metu prieinamų ir moksliniams tyrimams skirtų didžiausiosios pikinės galios lazerinių šaltinių. Šie lazeriai ir iš jų gaunama antrinė radiacija sudarys sąlygas padaryti beprecedenčių atradimų įvairiausiose mokslinės veiklos srityse ir sukurti visuomenei aktualių taikomųjų sprendinių.

Kaip numatyta Tarybos reglamente (EB) Nr. 723/2009 (1), ELI ERIC yra vienoje bendroje vietoje esanti mokslinių tyrimų infrastruktūra, turinti ne tik buveinę, bet ir keletą veiklos vietų priimančiosiose valstybėse narėse. ELI objektai bus įkurdinti dviejose vietose Čekijoje ir Vengrijoje. Galimybė jais naudotis suteikiama tarptautinei naudotojų–mokslininkų bendruomenei.

2018 m. Gérard’ui Mourou ir Donnai Strickland už jų darbą kuriant faziškai moduliuotų (čirpuotų) šviesos impulsų stiprinimo lazerinę technologiją suteikta Nobelio fizikos premija. Ši Nobelio premija daugeliu aspektų turi didelę reikšmę ELI, nes ja laiku išryškinama pagrindinė technologija, dėl kurios ekstremalioji lazerių šviesa tapo įmanoma. ELI objektai stengsis, kad būtų sudarytos sąlygos čirpuotų impulsų stiprinimo metodu pasiekti beprecedentį didžiausiosios pikinės galios lygį (žr. 1 diagramą), atveriantį įvairių taikomųjų sprendinių fundamentaliajam mokslui ir visuomenės naudai.

Konkretus ELI ERIC tikslas – įveikti du didžiuosius uždavinius, pirmą kartą nurodytus ELI baltojoje knygoje ir vis dar aktualius, siekiant sukurti:

— didelės energijos spinduliavimo įrenginių ir rentgeno spindulių srityje: ultratrumpąsias energijos daleles (> 10 GeV) ir spinduliuotės (iki kelių MeV) pluoštus, gaunamus iš kompaktinių lazerių plazmos spartintuvų;

— atosekundžių mokslo srityje: elektronų judėjimo atomuose, molekulėse, plazmose ir kietuosiuose kūnuose atosekundžių masto momentinį vaizdą.

Visų pirma:

— ELI-Beamlines Dolny Bžežanuose (netoli Prahos), Čekijoje, daugiausia dėmesio skirs trumpųjų impulsų antrinių spinduliuotės ir dalelių šaltinių kūrimui ir daugiaaspekčiams jų taikomiesiems sprendiniams molekulių, biomedicinos ir medžiagų moksluose, tankiųjų plazmų fizikoje, šiltųjų tankiųjų medžiagų moksle, laboratorinėje astrofizikoje. Be to, objektas savo didelės galios, didelio pasikartojimo dažnio lazeriais atliks stiprių laukų fizikos eksperimentus maždaug 1023 W/cm2 fokusuotu intensyvumu – fizikinius egzotinės plazmos tyrimus ir nelinijinių kvantinės elektrodinamikos poveikių tyrimus. — ELI Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) Segede, Vengrijoje, kuria unikalų įrenginį, teikiantį šviesos šaltinius dažnių intervale nuo THz (1012 Hz) iki rentgeno spindulių (1018 - 1019 Hz) kaip ultratrumpuosius didelio pasikartojimo dažnio impulsus. ELI-ALPS visą dėmesį skirs itin greitam judėjimui – fiksuos elektronų judėjimo atomuose, molekulėse, plazmose ir kietuosiuose kūnuose atosekundžių masto (10–18 s) momentinius vaizdus. Jis taip pat vykdys mokslinius tyrimus su ultraaukšto intensyvumo lazeriais.

ELI objektai suteiks šiuo metu turimas galingiausių ir trumpiausių impulsų sistemas. Tiksliau tariant, ELI bus pirmoji infrastruktūra, skirta fundamentaliajam lazerio ir medžiagos sąveikos ultrareliatyvistiniu režimu tyrimui (I > 1024 W/cm2). Objektuose jau dabar bandomi naujos kartos, novatoriški, labai kompaktiški spinduliavimo tuneliai, užtikrinantys nuo femtosekundžių (10–15 s) iki atosekundžių (10–18 s) trukmės energijos dalelių ir spinduliuotės pluoštus.

Esant tokiai mokslinių tyrimų veiklos įvairovei, tikimasi, kad ELI objektai suteiks didelės socialinės naudos ir vidutiniu bei ilguoju laikotarpiu taps varomąja jėga inovacijoms, įskaitant geresnį onkologinį gydymą (jonizuojančiosios spinduliuotės pluoštais), medicinį ir biomedicininį vizualizavimą, naujos kartos fotoniką ir naujų branduolinių atliekų tvarkymo metodų – transmutacijos – vystymą.

Kartu ELI objektų plotas bus beveik 54 000 m2 dviejose vietose ir numatoma, kad juose dirbs iki 600 mokslininkų, inžinierių, technikų ir pagalbinių darbuotojų.

1 diagrama

Didžiausias sufokusuotas intensyvumas per tam tikrą laiką (*1)

Pirmą kartą 2011 m. pristatytoje ELI baltojoje knygoje išdėstyta vizija dėl objekto, kuriuo bus pagerintos ekstremaliosios šviesos ir lazerių technologijos galimybės, ir minėta vizija šiuo metu aktualesnė negu kada nors anksčiau:

„Šiandienos didelės galios lazerių sistemų maksimalioms specifikacijoms būdinga vieno–dviejų petavatų (PW) pikinė galia, esant labai žemam pasikartojimo dažniui (sub Hz), ir šis rodiklis nekito daugiau kaip dešimtmetį [dabar du dešimtmečius]. Vis dėlto dauguma didelės galios sistemų vis dar neviršija 100 TW lygio. ELI ir jos nacionalinių pirmtakų projektai, pvz., ILE ir „Vulcan-10PW“, padidins pavienių lazerių (modulių) pikinę galią iki 10 PW arba x*10 PW režimo, esant daug aukštesniam pasikartojimo dažniui, ir tokiu būdu šie parametrai bus padidinti daugiau negu dešimt kartų.“

Ši vizija atveria kelią dar galingesnėms, kombinuotoms, koherentiškoms 100 PW lazerių sistemoms, kurias numatyta sukurti būsimuose ELI objektuose, remiantis technologijomis, kurios pirmą kartą bus panaudotos ELI objektuose. Tokiomis sistemomis pasiekiama naujos rūšies sąveika, pirmą kartą suteikianti galimybę įsiskverbti giliau atominės fizikos ir tirti medžiagos sluoksnius, aktualius branduolio fizikai, dalelių didelės energijos fizikai, astrofizikai, sritims, kurios tradiciškai tiriamos su didelės energijos dalelių spartintuvais. Tikimasi, kad ELI suformuos visiškai naują požiūrį į fundamentaliosios fizikos tyrimus. ELI esmė yra ultrareliatyvistinis lazerių intensyvumas, suteikiantis:

— stipriausią elektromagnetinį lauką,

— galimybę šviesa reliatyvistiniu greičiu perkelti medžiagą, elektronus ir jonus,

— galimybę sukelti koherentišką arba nekoherentišką didelės energijos spinduliuotę, X arba γ,

— galimybę išgauti daug trumpesnius impulsus negu šiuo metu įmanoma, galbūt net trumpesnius nei atosekundžių eilės.

Šie keturi unikalūs ypatumai pavieniui arba kartu suteikia naują galingų struktūrinių dinamiškų priemonių rinkinį.

3. ELI OBJEKTŲ RYŠYS SU ERIC „EKSTREMALIOSIOS ŠVIESOS INFRASTRUKTŪRA“

Prieiga prie ELI objektų bus konkurencinė, tarptautinė ir atvira šalių narių ir kitų šalių naudotojams, remiantis ELI ERIC įstatų 2 straipsnio 2 dalies a punktu, laikantis ELI ERIC naudotojų prieigos politikos, apibrėžtos ELI ERIC įstatų 6 straipsnyje, taip pat Europos chartijoje dėl galimybės naudotis mokslinių tyrimų infrastruktūromis (2) nustatytų principų. Visa naudotojų prieiga turi būti tikrinama tarpusavio vertinimo būdu. ELI ERIC užtikrins bendrą prieigos punktą naudotojams, atsiliepiantiems į bendrą kvietimą teikti pasiūlymus, ir integruotai suteiks visus prieinamus ELI objektų pajėgumus.

Moksliniu požiūriu prieigos atvirumas reiškia, kad ELI objektai yra atviri potencialiems mokslininkams iš šalių narių, taip pat iš šalių, kurios nėra nariai. Pasiūlymai yra konkurenciniai, o atvirumas taip pat reiškia, kad duomenys ir galimas duomenų panaudojimas leidiniuose yra atviri, juos peržiūrėti gali bet kas.

Greta atviros prieigos dar yra nuosavybinė prieiga, už kurią moka naudotojas, taigi duomenų pavidalu gauti rezultatai gali būti naudotojo nuosavybė ir jie atitinkamai gali būti uždari.

Galiausiai gali būti suteikta speciali prieiga misija grindžiamais tikslais. Tai gali būti į konkrečias temas orientuoti konkrečių disciplinų moksliniai tyrimai, galintys apimti technologinę plėtrą bendradarbiaujant inovacijų ir viešųjų pirkimų srityse. Nariams ir Europos mokslinių tyrimų erdvei prioritetas yra mokymas ir rengimas gebėjimams stiprinti, tačiau tai gali būti aktualu ne tik nariams.

Priimantieji nariai įsipareigoja ELI ERIC suteikti galimybę naudotis ELI objektais – tai yra jų įnašo dalis. Šis nekainuojantis priimančiųjų šalių įnašas atitinka viešąjį interesą, o statybos investicijų išlaidos nėra amortizuojamos ar įskaičiuojamos į veiklos išlaidas. Norint suteikti galimybę naudotis, nebūtina iš dalies ar visiškai perduoti objektų nuosavybės, to nesitikima, tačiau tokia galimybė paliekama. Galimybė naudotis šiame konkrečiame kontekste apibrėžiama kaip visiška prieiga prie atitinkamų objektų, jų valdymas ir atsakomybė už juos, dėl jos ELI ERIC atitinkamai susitaria su savo priimančiaisiais nariais. Šis klausimas teisiškai sureguliuojamas specialiais ELI ERIC, priimančiojo nario ir, kai taikytina, ELI objektų savininkų susitarimais dėl objekto eksploatavimo.

Tuose susitarimuose aptariamas objektų eksploatavimas, priežiūra ir valdymas, nurodant minėtų susitarimų teisinį pagrindą tiesiogiai remiamasi ELI ERIC įstatais. Susitarimuose atsižvelgiama į ankstesnius įsipareigojimus, finansinę atsakomybę ir prievoles, įskaitant apibrėžtus Europos struktūrinių ir investicijų fondų (toliau – ESIF) vykdomuosiuose projektuose. Susitarimai toliau aptariami ELI ERIC valdymo veiklos modelyje ir apima su galimybe naudotis susijusius dviejų rūšių orientyrus:

— techninius orientyrus – jie aprašyti toliau; tai yra specialūs priemonių rinkiniai ir eksperimentinės stotys, jie veikia ir yra parengti naudotojui, juos rekomenduoja iš nepriklausomų ekspertų ir kitų asmenų sudaryta peržiūros komisija ir tvirtina ELI ERIC visuotinis susirinkimas;

— organizacinius orientyrus – organizaciniai orientyrai kiekvienam ELI objektui nustatomi atskirai.

Šis požiūris turi atitikti ELI ERIC įstatuose deklaruotą tikslą – veikti kaip vienam bendram teisės subjektui ir vystytis panašia kryptimi kaip ir kiti didieji mokslinių tyrimų infrastruktūros objektai, t. y. iki vienos bendros integruotos organizacijos ir vadovybės, kaip apibrėžta ELI ERIC įstatų 3 straipsnio 1 dalyje.

Tolesniuose skirsniuose pateikiami išsamūs kiekvieno ELI objekto aprašymai ir apibrėžiamas esminis mokslinis ir techninis kiekvieno iš jų pobūdis. Tai yra svarbus pirmiau aprašyto metodo – suteikti galimybę naudotis ELI objektais – pagrindas. Taip pat aprašyta, kada suteikiama galimybė gauti naudotojų prieigą prie kiekvieno objekto ir kokios yra būsimo šios prieigos veikimo pirmuosius trejus metus, įskaitant pirmuosius dvejus nuostoviosios būsenos veiklos metus, atitinkamos apytikrės išlaidos. Minėtuose skirsniuose trumpai aprašomas dabartinis teisinis kiekvieno ELI objekto statusas ir galimas šio statuso poveikis galimybei ELI ERIC naudotis ateityje.

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

ELI Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) objektas Segede (Vengrija) ELI ERIC tarptautinei bendruomenei suteiks daug įvairių spinduliuotės ir dalelių šaltinių, pagal specifikacijas stabiliai ir praktikoje patikimai skleidžiančių ultratrumpos trukmės energijos impulsus ir koherentišką atosekundžių (10–18 s) laiko intervalo spinduliuotę. Tai yra vienoje vietoje esantis plyno lauko objektas, užimantis daugiau kaip 24 000 m2, tikimasi, kad jame dirbs apie 200 darbuotojų.

ELI-ALPS objektą šiuo metu nuosavybės teise valdo ir stato ELI-HU Non-Profit Ltd. (toliau – ELI-HU), nepriklausoma, valstybės nuosavybės teise valdoma ne pelno įmonė, kurios 90 proc. nuosavybės priklauso Vengrijos valstybei, o 10 proc. – vietos suinteresuotiesiems subjektams. ELI-HU Vengrijoje turi visišką autonomiją ir juridinio asmens statusą.

4.1. Techninė struktūra ir šaltiniai

Pagrindinė ELI-ALPS Segedo mokslinių tyrimų objekto misija – suteikti galimybę tarptautinės mokslininkų bendruomenės naudotojų grupėms naudotis daugeliu įvairių ultratrumposios šviesos šaltinių. Lazerių pagrindo antriniai šaltiniai, skleidžiantys koherentišką ekstremaliąją ultravioletinę (XUV) ir rentgeno spindulių radiaciją, kuri yra apribota atosekundžių impulsais, yra svarbi infrastruktūros mokslinių tyrimų iniciatyva. Šalutinė objekto paskirtis – prisidėti prie reikalingos mokslo ir technologinės plėtros, būtinos didelio pikinio intensyvumo ir didelės vidutinės galios lazeriams.

1 lentelė

ELI-ALPS numatyti lazerinių šaltinių rezultatų parametrai pagal lazerio galią

PIRMINIAI LAZERINIAI ŠALTINIAI Piko galia Vidutinė galia Impulso energija Impulso trukmė Panaudojimo dažnis ELI-ALPS HR1 > 0,13 TW > 0,16 TW 100 W 80 W > 1 mJ > 0,8 mJ < 2,2 ciklo < 1,9 ciklo 100 kHz HR2 > 1 TW 500 W > 5 mJ 1,8 ciklo (< 6 fs) 100 kHz MIR > 3,6 GW 15 W > 0,15 mJ 4 ciklai (< 42 fs) 100 kHz MIR HE numatytas atnaujinimas ~ 0,5 TW 15 W ~ 15 mJ @ 3 μm ~ 20 mJ @ 1,5 μm ~ 3 ciklai (30 fs) 1 kHz SYLOS2 > 5 TW 35 W > 35 mJ 2,2 ciklo (< 7 fs) 1 kHz SYLOS3 numatytas atnaujinimas ~ 15 TW 120 W ~ 120 mJ ~ 2,5 ciklo (~ 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

Mokslinių tyrimų ir taikomųjų pramoninių sprendinių srityse dirbantiems naudotojams ELI-ALPS infrastruktūra suteikia pirminius lazerių impulsus kartu su įspūdingu sinchronizuotų antrinių šviesos ir dalelių impulsų spektru. Išskirtinės šaltinio parametrų charakteristikos, be kita ko, yra šios:

— mažo ciklų skaičiaus impulsai nuo terahercinių / infraraudonųjų iki petahercinių / ultravioletinių, su įspūdingu 10 Hz–100 kHz pasikartojimo dažniu;

— atosekundiniai, ekstremalieji ultravioletinių minkštųjų ir kietųjų rentgeno spindulių impulsai su 10 Hz–100 kHz pasikartojimo dažniu ir impulsų energija nuo kelių μJ iki mJ;

— reliatyvistiniai ir ultrareliatyvistiniai femtosekundžių trukmės dalelių ir erdviniu požiūriu koherentiškų rentgeno spindulių šaltiniai;

— kontroliuojama ultrareliatyvistinė ultraaukšto kontrasto impulsų forma su kelių Hz ir kHz pasikartojimo dažniu.

Lygiagreti ELI-ALPS misija – kartu su kitu ELI objektu prisidėti prie technologinės plėtros siekiant sukurti didelės pikinės galios ir didelės vidutinės galios lazerius, ypač skirtus atosekundžių mokslui ir atitinkamiems taikomiesiems sprendiniams. Lygiagretus atosekundinių impulsų ir naujausio mokslo ir technikos lygio lazerių, įskaitant PW klasės lazerius, buvimas tame pačiame objekte teikia unikalių galimybių su laiko skyra tirti ir nereliatyvistinę, ir reliatyvistinę šviesos sąveiką su visų keturių būsenų medžiaga.

ELI-ALPS objektas itin orientuotas į pramoninių sprendinių skatinimą naudojantis šalutiniais poveikiais ir atsižvelgiant į galimą didelį poveikį aplink jį esančiai teritorijai, kurioje bus įkurdintas didelis mokslo parkas.

2 lentelė

ELI-ALPS lazerinių šaltinių orientyrai

LAZERINIŲ ŠALTINIŲ PRIEINAMUMAS ELI-ALPS PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA HR1 2017 10 Parengtas (0,8 mJ, <1,9 ciklo) 2021 11 (visos specifikacijos) HR2 2021 3 2021 5 MIR 2017 10 Parengtas MIR HE – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2022 10 2023 1 SYLOS2 2019 3 Parengtas SYLOS3 – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2022 10 2023 01 SYLOS EXPERIMENT ALIGNMENT 2018 12 Parengtas HF PW 2018 05 2021 10 THZ PUMP 2021 01 2021 03

4.2. Eksperimentinės stotys

2 diagrama

ELI-ALPS eksperimentinių stočių išdėstymas

ELI-ALPS teikia galimybę naudotis įvairiais naujausio mokslo ir technikos lygio ultratrumpaisiais didelio intensyvumo lazerių impulsais kartu su naujausiais antriniais šaltiniais ir pažangiais naudotojų terminalais, taip sukuriant puikią aplinką fundamentaliesiems ir taikomiesiems moksliniams tyrimams vykdyti. Esama keleto sričių, kuriose ELI-ALPS nuo pat pradžios bus pasaulinė lyderė:

— valentingumas ir vidinių elektronų mokslas – valentingumo ir vidinių elektronų dinamika mažose sistemose gali būti individualiai stebima ir kontroliuojama per atosekundinių impulsų sąveiką.

— Ultragreitos struktūrinės dinamikos ir koreliacijos efektų vizualizavimas – šaltinių deriniai su ultratrumpaisiais impulsais ir trumposiomis bangomis sudaro sąlygas vizualizuoti įkrovos dinamiką sudėtingose ir (tvirtai) tarpusavyje susijusiose sistemose.

— Ultragreita paviršių ir kondensuotų medžiagų dinamika – naujausią mokslo ir technikos lygį pranokstantys didelio pasikartojimo dažnio atosekundiniai šaltiniai kartu su sudėtingu NanoEsca naudotojų terminalu atveria unikalias galimybes paviršių ir kondensuotų medžiagų mokslui.

— Plazmos atomokslas – reliatyvistiniai nedidelio ciklų skaičiaus impulsai arba PW impulsai su pranašesniu erdvės ir laiko kontrastu būtų panaudojami siekiant ištirti, optimizuoti ir pritaikyti pociklių spinduliuotės procesus ir tokiu būdu ištirti reliatyvistinę paviršių dinamiką, reliatyvistinį impulsų formavimą, radiobiologiją ir kt.

— THz spinduliuotės moksliniai tyrimai – didelio intensyvumo, ultratrumpų THz impulsų šaltiniai su beprecedenčiu pikiniu elektrinio lauko stipriu (iki 5 MV/cm) ir 1 mJ impulso energija bus prieinami 0,1–2 THz dažnių intervale.

Unikalus didelio pasikartojimo dažnio spinduliuotės šaltinių derinys, esantis ELI ir apimantis elektromagnetinį spektrą nuo rentgeno spindulių iki tolimųjų infraraudonųjų spindulių ir THz lemia didelį šio objekto patrauklumą sudėtingų taikomųjų sistemų moksliniams tyrimams. Taikomųjų mokslinių tyrimų sritys apima naujoviškus atosekundinius šaltinius, naujus dalelių šaltinius, nanotechnologiją, kultūros paveldą, biologinį vizualizavimą ir taikomuosius biomedicinos sprendinius, pvz., pažangiąją fazių kontrasto tomografiją ir daugiamatę spektroskopiją.

3 lentelė

ELI-ALPS antrinių šaltinių orientyrai

ANTRINIAI ŠALTINIAI ELI-ALPS PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA GHHG HR1 & 2 GAS (LTA4) 2018 8 2021 12 (HR1) 2021 7 (HR2) GHHG HR1 & 2 CONDENSED (LTA3) 2020 10 2021 12 (HR1) 2021 7 (HR2) GHHG SYLOS COMPACT (LTA2) 2020 3 2021 7 GHHG SYLOS LONG (LTA1) 2021 1 2022 2 SHHG SYLOS (MTA) 2021 11 2023 1 SHHG HF (HTA) 2022 6 2023 1 MIR HE GENERATED ATTO – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2023 1 2023 4 THZ SPEKTROSKOPIJA (THZ) 2019 10 2020 2 THZ DIDELĖ ENERGIJA (THZ) 2021 7 2021 12 ELECTRON – SYLOS (MTA) 2021 12 2022 4 ELECTRON PW – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS (HTA) 2023 1 2023 4 ION BEAMLINE – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2023 9 2024 12





4 lentelė

ELI-ALPS eksperimentinių stočių orientyrai

EKSPERIMENTINĖS STOTYS ELI-ALPS PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA REAKCIJŲ MIKROSKOPAS 2021 6 2021 9 VMI SPEKTROMETRO GALUTINĖ STOTIS 2020 8 2020 10 KONDENSUOTŲ MEDŽIAGŲ STOTIS (NANOESCA) 2019 12 2020 6 (pavieniui) 2021 7 (su atosekundine funkcija) MAGNETINIO BUTELIO E SPEKTROMETRAS 2021 4 2021 12 NANOMOKSLAS IR NANOGAMYBA 2018 6 2019 12 BETATRONINIS VIZUALIZAVIMAS – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2023 4 2023 12 CHEMINIŲ REAKCIJŲ KONTROLĖS STOTIS 2020 6 2020 8 SKYSČIŲ SROVIŲ GALUTINĖ STOTIS 2022 4 2022 8 DAUGIAMATĖ SPEKTROSKOPIJA (FEMTOBIOLOGIJA) – NUMATYTAS ATNAUJINIMAS 2021 8 2021 12 STIPRAUS LAUKO FIZIKOS STOTIS (PW TIKSLINĖ SRITIS) 2022 12 2023 2 RADIOBIOLOGIJA / BIOMEDICINA 2018 8 2020 2

Pirmiau pateiktoje lentelėje išvardytos stotys, kurios, tikimasi, per ateinančius kelerius metus bus suteiktos ELI ERIC kaip naudotojų prieiga. Jos yra kritinės reikšmės techniniai orientyrai ELI-ALPS ir Vengrijai, kaip ELI ERIC priimančiajai šaliai. Tikimasi, kad stotys taps prieinamos skirtingu laiku. Kai galutinėje eksperimentinėje stotyje bus suteikta naudotojų prieiga, bus laikoma, kad objektas pradėjo veikti nuostoviosios būsenos veiklos režimu. Be to, pirmiau pateiktoje lentelėje pristatomi numatyti objekto atnaujinimai, kuriuos ELI ERIC ateityje peržiūrės ir apsvarstys.

Kai pagrindinius lazerių ir spartintuvų šaltinius bus pradedama perduoti eksploatuoti, ankstyvųjų naudotojų grupės padės suformuoti šaltinių charakteristikas ir užbaigti eksperimentinių stočių statybą. Ši veikla valdoma ir inicijuojama tiesiogiai per ELI-ALPS. Kai 2017 m. pabaigoje pradėjo veikti pirmieji lazeriai (MIR, HR1), pirmosioms tarptautinėms perdavimo eksploatuoti naudotojų grupėms (FORTH Greece, ETH Zurich, CEA France, Hebrajų universitetui, Freiburgo universitetui, Orhuso universitetui, Limožo universitetui, MPQ Garching, Jenos Fridricho Šilerio universitetui, Gvangdžu mokslo ir technologijų institutui (Pietų Korėja), Vignerio mokslinių tyrimų institutui (Vengrija)) buvo suteikta prieiga, kad šios naudotojų grupės galėtų prisidėti prie perdavimo eksploatuoti.

Kai kiekviena eksperimentinė stotis bus perduota eksploatuoti ir pradės veikti, remiantis veikiančiu pirminiu šaltiniu ir (arba) antriniu šaltiniu, bus galima pradėti naudotojų prieigos programą ir ELI ERIC galės pradėti priimti pasiūlymus dėl tų stočių.

Kiekvienos eksperimentinės stoties patvirtinimas ir priėmimas bus stebimi, o iš nepriklausomų ekspertų, ELI-ALPS ekspertų ir kito ELI objekto ekspertų sudaryta priėmimo eksploatuoti komisija patvirtins parengtumą naudotojams ir pateiks oficialią rekomendaciją Tarptautiniam moksliniam ir techniniam patariamajam komitetui ir ELI ERIC visuotiniam susirinkimui.

4.3. Naudotojų prieiga ir veiklos režimai

Kitų pirmaujančių lazerių ir mokslinių tyrimų objektų naudotojams prieigos režimas bus pažįstamas. Tikimasi, kad eksperimentai bus atliekami per kelias dienas, o kai kuriais atvejais – per kelias savaites. Apskritai siekiama, kad objektas būtų prieinamas [220 dienų per metus x 8 valandos per dieną] iš viso 1 760 valandų per metus.

4.4. Su veikla susiję aspektai ir ELI ERIC santykis su ELI-ALPS

Nors ELI ERIC yra įgaliotas valdyti prieigą prie ELI-ALPS objekto, kai tik ji bus suteikta, fizinius objekto įrenginius nuosavybės teise turi ir pradžioje tiesiogiai valdys ELI-HU Non-Profit Ltd. (ELI-HU). Taikant valstybės pagalbos moksliniams tyrimams ir plėtrai taisykles tai yra mokslinių tyrimų organizacija.

Kartu su pirmiau išvardytais svarbiais techniniais ir moksliniais orientyrais dar yra organizaciniai orientyrai, susiję su bendra ELI-ALPS integracija į ELI ERIC. Minėti organizaciniai orientyrai išvardyti toliau pateiktoje lentelėje.

5 lentelė

ELI-ALPS numatomos organizacinės pertvarkos orientyrai

INTEGRUOTAS ORGANIZACIJOS MODELIS ELI-ALPS 2020 M. 2021 M. 2022 M. VALDYMAS X X X MOKSLO POLITIKA X X X NAUDOTOJŲ PRIEIGA — X X BIUDŽETAS — X X ĮDARBINIMO POLITIKA — — X TECHNOLOGIJŲ VALDYMAS — — X INFRASTRUKTŪROS OBJEKTŲ VALDYMAS — — X TEISINIAI KLAUSIMAI IR ATSAKOMYBĖ — X X ADMINISTRACINIAI KLAUSIMAI — X X

ELI-ALPS atveju veikla į ELI ERIC bus perkelta per bent dvejų metų laikotarpį, o tam tikra veikla bus perkelta laikotarpio pabaigoje. Kartu su išvardytais eksperimentinių stočių techniniais orientyrais galima nustatyti bendrą pertvarkos planą.

Toliau lentelėje nurodytos apskaičiuotos ELI ERIC išlaidos ELI-ALPS objektui eksploatuoti, susijusios su ELI-ALPS naudotojų prieiga nuo 2020–2021 m. pereinamojo laikotarpio. Tai yra laikotarpis, kuriuo, kaip daroma prielaida, atsakomybė už pareigų, išteklių ir turto valdymą iš ELI-HU pereis ELI ERIC.

6 lentelė

ELI-ALPS apytikrės prieigos išlaidos

(EUR) ELI-ALPS 2020 m. 2021 m. 2022 m. 2023 m. 2024 m. Tiesioginės išlaidos personalui 1 729 009 2 950 040 3 590 338 3 782 380 Tiesioginės išlaidos aparatinei įrangai 2 425 972 3 766 587 5 098 323 5 371 024 Išlaidos personalui ir aparatinei įrangai 4 154 981 6 716 627 8 688 661 9 153 404 Asmeniui ir aparatinei įrangai, % / iš viso 27 % 37 % 42 % 42 % Netiesioginės išlaidos 11 249 019 11 281 373 12 194 339 12 846 596 Bendros išlaidos ELI-ALPS 15 404 000 17 998 000 20 883 000 22 000 000

5. ELI BEAMLINES (ELI-BL)

Jau pačiame ELI-Beamlines (ELI-BL) objekto, esančio Dolny Bžežanuose netoli Prahos (Čekija), pavadinime pabrėžiamas jo pajėgumas vienu metu palaikyti kelis skirtingus įvairių naudotojų vykdomus eksperimentus, suteikiant galimybę naudotis įvairiomis lazerių linijomis. Jis suprojektuotas taip, kad teiktų didelės energijos ir didelio pasikartojimo dažnio pajėgumus. Tai yra vienoje vietoje esantis plyno lauko objektas, užimantis daugiau kaip 30 000 m2, tikimasi, kad jame dirbs apie 200–300 naudotojams padedančių darbuotojų.

Objektą nuosavybės teise turi ir valdo Čekijos mokslų akademijos Fizikos institutas, Čekijoje turintis visišką autonomiją ir juridinio asmens statusą kaip viešoji mokslinių tyrimų institucija.

5.1. Techninė struktūra ir šaltiniai

7 lentelė

ELI-BL numatyti lazerinių šaltinių rezultatų parametrai

PIRMINIAI LAZERINIAI ŠALTINIAI Pikinė galia Energija impulse Impulso trukmė Kartojimo dažnis ELI-BL L1 > 5 TW 100 mJ < 20 fs 1 kHz L2 OPCPA, dviejų spalvų 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 1 blyksnis per min. L4n ≥ 1,5 kJ ns 1 blyksnis per min. L4p ≤ 1 PW 150 J 150 fs – 150 ps 1 blyksnis per min. Astrella 6 ir 10 mJ 20 fs 1 kHz Biolazeris 6 mJ CEP stabilizacija 20 fs 1 kHz





8 lentelė

ELI-BL Beamlines prieigos datų orientyrai

LAZERINIAI ŠALTINIAI ELI-BL PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA L1 2018 1 2019 12 (30 mJ) 2020 12 (50 mJ) 2021 12 (100 mJ) L2 2022 1 2022 6 L3 2017 11 2018 7 (0,4 PW) 2019 12 (1 PW) L4F 2018 9 2020 6 L4N 2018 9 2021 1 L4P 2022 6 2022 12 ASTRELLA 2018 2 2018 4 BIOLAZERIS 2018 4 2018 6

Daug dėmesio skiriama galimiems taikomiesiems sprendiniams įvairiose visuomeninės svarbos srityse, pavyzdžiui, medicinoje ar biologijoje. ELI-BL, kartu su prijungtu lazerinėms technologijoms kurti ir perduoti skirtu HiLASE centru (jį taip pat nuosavybės teise turi ir valdo Čekijos mokslų akademijos Fizikos institutas), kuris jau dabar pritraukia įvairių sričių įmones ir atžalines įmones vadinamajame STAR regione (Pažangiajame mokslo ir technologijų regione), esančiame aplink ELI-BL objektą, sukuria palankią aplinką intensyviam mokslo ir pramonės atstovų bendradarbiavimui.

5.2. Eksperimentinės stotys

3 diagrama

ELI-BL eksperimentinių stočių išdėstymas

Ultratrumpieji ir ultraintensyvieji šviesos impulsai ir dalelės, gauti iš sąveikos su kietosiomis ir dujinėmis taikinio medžiagomis, sudarys sąlygas vykdyti plataus spektro fundamentaliųjų ir taikomųjų mokslinių tyrimų projektus chemijos, biologijos, medicinos technologijų, naujų medžiagų kūrimo ir kitose srityse. ELI-BL objekte vykdoma mokslinių tyrimų veikla struktūrizuojama į šešis eksperimentinius barus.

9 lentelė

ELI-BL antriniai šaltiniai / spinduliavimo tuneliai ir orientyrai

ANTRINIAI ŠALTINIAI ELI-BL ŠALTINIS PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA E1: RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI HHG 2018 2 2019 1 E1: RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI PXS 2018 3 2019 4 E2: RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI Betatronas 2019 6 2019 11 E2: RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI – FINANSUOJAMAS ATNAUJINIMAS Komptono sklaida 2020 1 2020 12 E5: LAZERINIO ONDULIATORIAUS RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI LUIS 2019 3 2020 6 E4: JONŲ SPARTINIMAS ELIMAIA 2018 11 2019 10 E5: ELEKTRONŲ SPARTINIMAS HELL 2019 1 2020 3





10 lentelė

ELI-BL eksperimentinės stotys ir orientyrai

EKSPERIMENTINĖS STOTYS ELI-BL STOTIS PERDAVIMO EKSPLOATUOTI PRADŽIA NAUDOTOJŲ PRIEIGA E1: MEDŽIAGŲ IR BIOMOLEKULINIAI TAIKOMIEJI SPRENDINIAI MAC 2018 4 2019 1 E1: MEDŽIAGŲ IR BIOMOLEKULINIAI TAIKOMIEJI SPRENDINIAI Trex 2018 6 2019 5 E1: MEDŽIAGŲ IR BIOMOLEKULINIAI TAIKOMIEJI SPRENDINIAI SRS 2018 6 2019 3 E1: MEDŽIAGŲ IR BIOMOLEKULINIAI TAIKOMIEJI SPRENDINIAI ELIps 2018 9 2019 3 E2: RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI – FINANSUOJAMAS ATNAUJINIMAS Komptono stotis 2021 7 2022 7 E5: LAZERINIO ONDULIATORIAUS RENTGENO SPINDULIŲ ŠALTINIAI LUIS stotis 2019 3 2021 6 E3: PLAZMINĖS FIZIKOS PLATFORMA P3 2018 9 2020 10 E4: JONŲ SPARTINIMAS ELIMED 2018 11 2021 1 E5: ELEKTRONŲ SPARTINIMAS ELBA stotis 2019 1 2021 7

Eksperimentiniame bare E1 laikomi lazeriniai antriniai šaltiniai ir eksperimentinės galinės stotys, skirti taikomiesiems sprendiniams molekulinių, biomedicinos ir medžiagų mokslų srityse. Eksperimentams bus naudojami sinchronizuoti fotoniniai lazerių spinduliai VUV ir kietųjų rentgeno spindulių intervale (aukštųjų harmonikų šaltiniai – kHz ultratrumpųjų EUV impulsų, skleidžiamų koherentišku mažos skėsties spinduliu, ir plazminis rentgeno spindulių šaltinis – femtosekundiniai rentgeno spindulių impulsai 4–30 keV spektro intervale).

Priemonės, be kita ko, yra šios:

— MAC: daugiafunkcinė kamera atominiams, molekuliniams ir optiniams mokslams ir koherentiškam difrakciniam vizualizavimui.

— ELIps: VUV elipsometras sub-ps eksperimentams; galutinė stotis VUV ir minkštųjų rentgeno spindulių medžiagoms.

— kietųjų rentgeno spindulių galutinė stotis: modulinė stotis eksperimentams su laiko skyra, pvz., sklaidai, difrakcijai, spektroskopijai ir vizualizavimui rentgeno spinduliais.

— Optiniai zondai ir kaupinimo spinduliai: aukštesnio lygio stotis, skirta optinei spektroskopijai, įskaitant stimuliuojamą Ramano sklaidą; šaltinis, skirtas plačiam sinchronizuotų kaupinimo spindulių spektrui nuo UV iki IR ir THz.

Eksperimentinis baras E2 yra skirtas ultragreitiems ir ryškiems, kietiems rentgeno spinduliams. PW klasės lazeris galės veikti 10 Hz pasikartojimo dažniu. Galima pakoreguoti tam tikrus parametrus, t. y., be kita ko, lazerio intensyvumą, lazerio taško dydį ir impulso trukmę, taip pat elektronų tankį dujose. Elektronai spartinami iki reliatyvistinės energijos ir virpinami pačios plazmos (betatrono šaltinis) arba antruoju lazerio impulsu (Komptono šaltinis). Mikronų dydžio šaltinis skleidžia intensyvius rentgeno arba gama spindulius. Naudotojai gali pareikalauti siauro spektro (10 proc. energijos sklaidos) arba plataus diapazono spinduliuotės nuo keV iki kelių MeVs spektro intervale.

E3 bare esanti plazminės fizikos platforma yra daugiafunkcinė eksperimentinė infrastruktūra, skirta atlikti lazerio ir plazmos bei lazerio ir medžiagos sąveikos mokslinius tyrimus, daugiausia šių temų:

— didelio energijos tankio fizikos (HEDP);

— šiltos tankios medžiagos (WDM);

— plazminės optikos (PO);

— laboratorinės astrofizikos (LA);

— ultraaukšto intensyvumo sąveikos (UHI).

E4 eksperimentinis baras suteikia naudotojams galimybę išbandyti įvairius mėginius su lazeriu paspartintais jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais, nes turi savo jonizuojančiosios spinduliuotės ir dozimetrijos sekciją, taip pat tirti novatoriškas lazerinio jonų spartinimo schemas, kurias galima įgyvendinti lanksčioje sąveikos kameroje. ELIMAIA spinduliavimo tunelis suteiks naudotojui galimybę tirti daugiaaspekčius taikomuosius sprendinius naudojant lazeriu sukeltą jonizuojančiąją spinduliuotę, pvz., in-vitro spindulinėje biologijoje ir ikiklinikiniuose tyrimuose, vykdomuose ELIMED tarptautinio bendradarbiavimo pagrindu.

E5 eksperimentiniame bare yra LUIS spinduliavimo tunelis, skirtas naudotojams, besidomintiems įvairių mėginių apšvieta pažangiausiais būdais. Jame taip pat yra ELBA platforma, lanksti eksperimentinė erdvė, skirta naudotojams, norintiems išbandyti novatoriškas koncepcijas ir naudotis pažangiausiomis technologijomis, kuriomis elektronai spartinami daugelio GeV lygio lazeriais.

Pirmiau pateiktoje lentelėje pristatoma ne tik pradinė ELI-BL veiklos sritis, bet ir jau finansuojami pajėgumų patobulinimai ir objekto atnaujinimai vykdant specialius projektus ADONIS, HIFI ir ELIBIO, kuriuos ELI ERIC ateityje peržiūrės ir apsvarstys.

Kiekvienos eksperimentinės stoties patvirtinimas ir priėmimas bus stebimas, iš nepriklausomų ekspertų, ELI-BL ekspertų ir kito ELI objekto ekspertų sudaryta „priėmimo eksploatuoti komisija“ patvirtins parengtumą Naudotojams ir pateiks oficialią rekomendaciją Tarptautiniam moksliniam ir techniniam patariamajam komitetui ir ELI ERIC visuotiniam susirinkimui.

5.3. Naudotojų prieiga ir veiklos režimai

Kitų pirmaujančių lazerių ir mokslinių tyrimų objektų naudotojams prieigos režimas bus pažįstamas. Tikimasi, kad eksperimentai bus atliekami per kelias dienas, o kai kuriais atvejais – per kelias savaites. Apskritai siekiama, kad objektas būtų prieinamas [220 dienų per metus x 8 valandos per dieną] iš viso 1 760 valandų per metus.

5.4. Su veikla susiję aspektai ir ELI ERIC santykis su ELI-BL

Nors ELI ERIC yra įgaliotas valdyti prieigą prie ELI-BL objekto, kai tik ji bus suteikta, fizinius objekto įrenginius nuosavybės teise turi ir pradžioje tiesiogiai valdys Čekijos mokslų akademijos Fizikos institutas, Čekijoje turintis visišką autonomiją ir juridinio asmens statusą. Moksliniams tyrimams ir plėtrai skirtos valstybės pagalbos požiūriu tai yra mokslinių tyrimų organizacija.

Kartu su pirmiau išvardytais svarbiais techniniais ir moksliniais orientyrais dar yra organizaciniai orientyrai, susiję su bendra ELI-BL integracija į ELI ERIC. Minėti organizaciniai orientyrai išvardyti toliau pateiktoje lentelėje ir išsamiai išdėstyti priedėlyje „Valdymo veiklos modelis“.

11 lentelė

ELI-BL numatytos organizacinės pertvarkos orientyrai

INTEGRUOTAS MODELIS ELI-BL 2020 M. 2021 M. 2022 M. VALDYMAS X X X MOKSLO POLITIKA X X X NAUDOTOJŲ PRIEIGA — X X BIUDŽETAS — X X ĮDARBINIMO POLITIKA — — X TECHNOLOGIJŲ VALDYMAS — — X TERITORIJOS VALDYMAS — — X TEISINIAI KLAUSIMAI IR ATSAKOMYBĖ — X X ADMINISTRACINIAI KLAUSIMAI — X X

Čekija įsipareigoja suteikti galimybę ELI ERIC naudotis visais ELI-BL objektų pajėgumais.

Toliau pateiktoje lentelėje išvardytos su ELI ERIC naudotojų prieiga susijusios apytikrės 2020–2021 m. laikotarpio (pereinamojo laikotarpio) ELI-BL išlaidos. Tai yra laikotarpis, kuriuo, kaip daroma prielaida, atsakomybė už pareigų, išteklių ir turto valdymą iš Čekijos mokslų akademijos Fizikos instituto pereis ELI ERIC.

12 lentelė

ELI-Beamlines apytikrės prieigos išlaidos

(EUR) Impulso trukmė 2020 m. 2021 m. 2022 m. 2023 m. 2024 m. Tiesioginės išlaidos personalui 4 892 490 5 577 230 5 928 203 5 936 667 Tiesioginės išlaidos aparatinei įrangai 7 831 675 7 565 111 7 428 934 7 439 541 Išlaidos personalui ir aparatinei įrangai 12 724 165 13 142 341 13 357 138 13 376 209 Asmeniui ir aparatinei įrangai, % / iš viso 51 % 52 % 53 % 53 % Netiesioginės išlaidos 12 342 835 11 999 659 11 856 862 11 873 791 Bendros išlaidos ELI-BL 25 067 000 25 142 000 25 214 000 25 250 000

6. APYTIKRĖS IŠLAIDOS

Siekiant apibrėžti sąlygas, reikalingas ilgalaikiam tvarumui pasiekti, turi būti išsamiai išdėstytos išlaidos ir galimi finansavimo šaltiniai. Kaip numatyta ELI ERIC įstatuose, bendrieji naudojimosi ELI objektais principai dokumentuojami atskiroje politikoje, dėl kurios sutaria Visuotinis susirinkimas, o narių įnašų į veiklos išlaidas dydžio nustatymas aprašomas II priede, taip sudarant ir būtinas sąlygas tam, kad būtų išvengta didelio ir ilgalaikio kiekvieno nario naudojimosi ir piniginių / nepiniginių įnašų disbalanso.

Toliau pristatomi pagrindiniai elementai išlaidoms apibrėžti, juos galima suskirstyti į šias kategorijas:

1) statyba – išlaidos kapitalo investicijoms (CAPEX) iki veiklos;

2) veikla – tarpusavyje įvertintos prieigos eksploatacinės išlaidos (OPEX);

3) būsimi atnaujinimai – naujos investicijos (CAPEX), reikalingos siekiant patobulinti specifikacijas ir prieinamas priemones reaguojant į konkurenciją ir naudotojų reikalavimus.

Tolesniame tekste pirmiausia kalbama apie 1 punkto (statyba) ir 2 punkto (veikla) aspektus.

6.1. Statyba

Bendros investicijos (statybos išlaidos) į ELI objektus statybos laikotarpiu bus apie 556 mln., kaip išsamiai nurodyta 13 lentelėje.

13 lentelė

ELI objektų statybos išlaidos

(tūkst. EUR) PUNKTAS ELI BL ELI ALPS ELI PASTATAI + ŽEMĖ 94 643 88 705 183 348 TECHNOLOGIJOS 181 876 105 435 287 311 PASLAUGOS 7 601 9 788 17 389 DARBUOTOJAI 41 206 27 484 68 690 IŠ VISO 325 326 231 412 556 738

Visas šias išlaidas ESIF ir nacionalinėmis lėšomis padengia priimančiosios šalys, remdamosi projektais, kuriuos patvirtino ir stebi nacionalinės vadovaujančiosios institucijos. Apie 25 proc. lėšų investuota į pastatus, 65 proc. – į technologijas, 10 proc. – į darbuotojus ir paslaugas. Vertinant iš ELI ERIC perspektyvos, šios išlaidos yra nesusigrąžinamos ir nebus įskaičiuojamos į ELI ERIC veiklos išlaidas. Iš įnašų nebus dengiamos pradinės investicijos ar statybos išlaidos, įnašai skirti tik pradinei veiklai, nuostoviosios būsenos veiklai ir atnaujinimams.

6.2. Veikla

Priimančiųjų narių įsipareigojimas suteikia kitiems – ne priimantiesiems nariams – galimybę užsibrėžti ateityje laipsniškai prisiimti įsipareigojimus ir pasiekti ilgalaikį ELI ERIC tvarumą, grindžiamą narių įnašais:

14 lentelė

Apytikrės ELI ERIC veiklos išlaidos ELI objektams

(EUR) ELI ERIC veiklos išlaidos 2020 m. 2021 m. 2022 m. 2023 m. 2024 m. Tiesioginės išlaidos personalui 6 621 499 8 527 271 9 518 542 9 719 048 Tiesioginės išlaidos aparatinei įrangai 10 257 647 11 331 697 12 527 257 12 810 565 Netiesioginės išlaidos 23 591 854 23 281 032 24 051 201 24 720 387 Iš viso ELI objektams 40 471 000 43 140 000 46 097 000 47 250 000 ELI ERIC buveinei 500 000 2 551 000 2 564 000 2 600 000 2 600 000 Iš viso ELI ERIC 500 000 43 022 000 45 704 000 48 697 000 49 850 000

Ne priimančiųjų narių įstojimas pradinės veiklos laikotarpiu sudaro sąlygas laipsniškai didinti įnašus po ELI ERIC įsteigimo, o sprendimą dėl galutinio įnašų dydžio ir įsipareigojimų priimti netrukus po įsteigimo. Ankstyvas įstojimas galimiems nariams suteikia galimybę įsitraukti į pagrindinių ELI objektų veikimo taisyklių nustatymą, kartu pradžioje padidinant finansinius įsipareigojimus.

Pirmiau išdėstytos prognozuojamos ELI ERIC veiklos išlaidos, pakoreguotos pagal einamuosius orientyrus. Jos tikriausiai atitinka viršutinę su naudotojų prieigos išlaidomis pradinės veiklos laikotarpiu susijusios sąmatos ribą, priklausomai nuo to, ar bus pasiekti orientyrai. Visu pradinės veiklos laikotarpiu sąmatos turi būti rengiamos ir kontroliuojamos kasmet.

6.3. Būsimi atnaujinimai

Skaičiuojant ELI ERIC veiklos išlaidas neatsižvelgiama į būsimus lazerių sistemų ir įrenginių atnaujinimus. Jos apima eksploatacines išlaidas, įskaitant atsargines dalis ir techninę priežiūrą.

Pažangios lazerių sistemos greitai tobulėja ir visuotinai pripažįstama, kad nuolatinis tobulinimas bus reikalingas konkurencingumui išlaikyti. Tuo tikslu ELI ERIC vadovybė pasiūlys konkrečius atnaujinimų projektus ir siekiant suprasti galimas vystymosi tendencijas ir jų išlaidas bus atlikta penkmečio ir dešimtmečio analizė. Siekiant patenkinti kapitalo investicijų reikalavimus ir rasti šaltinius, bus surengtos specialios atnaujinimo kampanijos.

7. VYSTYMASIS IR TIKSLAI

ERIC „Ekstremaliosios šviesos infrastruktūra“ yra svarbus įvykis, ne tik Europos lazerių bendruomenei, bet ir dėl platesnės Europos mokslinių tyrimų erdvės. Lazerių technologija yra ir išvystyta, ir kartu greitai besivystanti sritis. Šiai sričiai besivystant, ji tampa aktualesnė dėl mokslinių taikomųjų sprendinių ir jau dabar yra itin svarbi siekiant Europos konkurencingumo.

ERIC „Ekstremaliosios šviesos infrastruktūra“ duos įvairiapusės naudos visuomenei tokiose srityse kaip geresnė klinikinė vėžio terapija, biomedicinis vizualizavimas, branduolinės medžiagos ir atliekų tvarkymas. Be to, ELI ERIC padės Europos fotonikos pramonei ir suteiks švietimo ir mokymo galimybių naujiems mokslininkams ir inžinieriams fotonikos srityje ir tose srityse, kurių moksliniai tyrimai tapo įmanomi naudojantis lazeriais.

ERIC „Ekstremaliosios šviesos infrastruktūra“ yra būtina norint įgyvendinti Europos masto iniciatyvas, kuriomis siekiama išlaikyti konkurencingumą labai strategiškai svarbioje didelės galios trumpų impulsų lazerių sistemų srityje ir ją sudarančiose mokslo ir inovacijų srityse. Stati lazerinių technologijų vystymosi kreivė rodo tai, kad ši sritis turi geras galimybes ateityje vidutiniu ir ilguoju laikotarpiu sukelti revoliucinius pokyčius esamose didelio masto mokslo ir pramonės platformose. Tačiau, kol tai įvyks, ELI ERIC turi parodyti gebėjimą tvariai veikti.

7.1. Lazerių mokslo ir technologijų plėtra

Europa perėmė iš Azijos ir Šiaurės Amerikos pirmavimą didelės galios lazerių infrastruktūros objektų ir mokslinių tyrimų centrų srityje. Aišku, kad Europoje vyksta didelė koncentracija, daugiausia dėl savarankiško organizacinio darbo, kurį atlieka įvairūs institutai ir šalys, dalyvaujantys pagal Europos Sąjungos programas, kuriomis ši sritis remiama ir kuriomis šiai sričiai per keletą dešimtmečių suteiktas strateginis aspektas.

Mokslo sėkmė ir entuziazmas didelės galios lazerių sistemų srityje per praėjusį dešimtmetį lėmė įrenginių skaičiaus Europoje didėjimą. Nors šią tendenciją lemia keletas veiksnių, tuo pačiu metu akivaizdžiai pastebima, kad Europos Komisijos finansuojamame Europos tinkle LaserLab Europe (www.laserlab-europe.net) padaugėjo nacionalinių lazerių laboratorijų. Kaip teigiama interneto svetainėje, konsorciumas dabar vienija lazerių pagrindu vykdomų tarpdisciplininių mokslinių tyrimų srityje pirmaujančias 33 organizacijas iš 16 šalių. Iš minėtų organizacijų 22 objektai teikia galimybę naudotis savo laboratorijomis moksliniams tyrimams Europoje ir už jos ribų vykdyti.

4 diagrama

2016 m. Tarptautinio ultraintensyvių lazerių komiteto pasaulio žemėlapis, kuriame parodytas pasaulinis PW klasės lazerių infrastruktūros objektų mastas

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

Ankstyva LaserLab Europe sėkmė suteikia pagrindą ELI ERIC toliau formuoti Europos lazerių bendruomenę. Ne mažiau svarbu tai, kad ELI ERIC suteiks naujų pajėgumų ir atkreips kitų mokslinių disciplinų atstovų dėmesį. Remiantis lazerių pagrindu veikiančių nacionalinių laboratorijų sėkme, buvo plėtojama praktinė patirtis, žinios ir koncepcijų pagrįstumo įrodymai, kurie bus panaudoti ELI ERIC. Išaugo naudotojų bendruomenė ir buvo investuota nemažai lėšų, taip pat remiant Europos įmonių pastangas sukurti ELI ERIC ir kitus PW klasės objektus. Tolesnis bendruomenės tarpusavio bendradarbiavimas turi kritinę reikšmę tolesniam Europos konkurencingumui ir lyderystei šioje srityje.

Atradus čirpuotų šviesos impulsų stiprinimą, o vėliau – optinį parametrinį čirpuotų impulsų stiprinimą ELI sistemose, 60–80 kartų padidėjo lazerinių impulsų pikinė galia, 40 kartų viršydama tą lygį, kuriame elektronų virpėjimo energija prilygsta rimties masės energijai (arba 1 018 W/cm2 elektrono). Tai atveria kelią į reliatyvistinę lazerio ir plazmos sąveiką ir subatominį režimą, įskaitant branduolinę ir dalelių fiziką. Ateities vystymosi rezultatai ELI ERIC objektuose gali kelis kartus mažesnėmis sąnaudomis realistiškai konkuruoti su galingiausiais pasaulio spartintuvais ir labiau tradiciniais metodais, kai reikalingas didelis spartinimo gradientas tiksliniuose taikomuosiuose sprendiniuose, pavyzdžiui, auglių spindulinėje terapijoje ligoninės aplinkoje, kurioje erdvė ir išlaidos įgyja kritinę reikšmę.

Kalbant apie technologinę plėtrą, ELI ERIC daug dėmesio skirs ELI ir LaserLab vadovaujančiųjų partnerių nurodytoms kritinės reikšmės bendradarbiavimo sritims. Siekiant įveikti svarbiausias patikimo ir ekonomiško PW klasės sistemų ir įrenginių veikimo kliūtis, jos bus aptartos su pramonės atstovais. Tai ne tik turės teigiamą poveikį šios srities Europos pramonei, Europos mokslinių tyrimų erdvei ir šiandieniniam LaserLab partnerių tinklui, bet ir tiesiogiai padės pasiekti ELI objektų veiklos tvarumą – bus užtikrintas pasaulinio lygio patikimumas.

5 diagrama

Kiekvienais metais pradedančių veikti petavatų klasės lazerių sistemų skaičius pagal žemyną, kuriame tos sistemos yra įrengtos (*2)

Fizika yra aiški, uždavinys – vystyti technologijas. Bendradarbiaujant su pramonės atstovais ir kitais pirmaujančiais mokslinių tyrimų centrais, ELI objektuose bus išvystytos tam tikros naujų galimybių suteikiančios technologijos, ypač naujos kartos optiniai komponentai.

7.2. ELI ERIC organizaciniai tikslai

7.2.1. Išvystyti veiklą

Sujungti ištekliai ir dėmesys ELI ERIC turės gilų ilgalaikį poveikį šios srities mokslui ir technologijų pažangai. Tačiau pirmasis tikslas yra pragmatinis ir lokalizuotas: vienu metu išlaikyti ir sujungti dviejų objektų vadovybę ir efektyviai integruoti išteklius.

Kaip numatyta Reglamente (EB) Nr. 723/2009, ELI ERIC yra vienoje bendroje vietoje esanti mokslinių tyrimų infrastruktūra, turinti ne tik buveinę, bet ir keletą veiklos vietų priimančiosiose valstybėse narėse. Nors esama kitų keliose skirtingose vietose esančių mokslinių organizacijų, naudojant struktūrinių fondų lėšas skirtingose šalyse sukurtų Europos plyno lauko projektų, siekiant juos sujungti į vieną mokslinių tyrimų infrastruktūrą, yra labai mažai. Taip pat nėra didelių lazerių pagrindu veikiančių naudotojams skirtų objektų. ELI ERIC pirmiausia turės pasirūpinti, kad tie objektai pradėtų veikti, o tik tada spręsti platesnių interesų klausimus. Tai yra ir techninis, ir valdymo uždavinys.

7.2.2. Išvystyti bendradarbiavimą

Antrasis tikslas – nustatyti galimybes pasiekti įvairią pirmaujančių Europos didelės galios, trumpų impulsų lazerių centrų techninę sąveiką. Kadangi PW klasės lazeriai ir anksčiau buvo didelės galios, juos buvo sudėtinga eksploatuoti naudotojų aplinkoje, kildavo patikimumo problemų ir buvo brangu keisti komponentus. Iš viso vien ELI objektai turės daugiau negu 30 PW galios.

Kartu su Prancūzijos, Vokietijos, Ispanijos, Jungtinės Karalystės ir Italijos (visos jos yra Laserlab Europe narės) nacionaliniuose objektuose dirbančiais partneriais, ELI ERIC suburs didžiausią pažangiausių didelės galios, trumpų impulsų lazerių objektų koncentraciją istorijoje. To negalima su niekuo palyginti, nes užsibrėžta išplėtoti beprecedentį bendradarbiavimą siekiant nustatyti komponentus ir procesus, trukdančius eksploatuoti PW klasės lazerius, ir nustatyti sprendinius bei standartinius veiklos vykdymo metodus.

Numatoma, kad, bendradarbiaudami tarpusavyje ir su pramonės atstovais, minėti objektai galės veiklos išlaidas kai kuriais atvejais sumažinti iki 30 proc. ir padidinti prieinamumą naudotojams iki 90 proc. spinduliavimo laiko. Tai suteikia galimybę realizuoti unikalią masto ir taikymo srities ekonomiją ir per trumpą laiką pasiekti žymią technologinę pažangą. Ši pažanga turės atgarsį viso pasaulio lazerių pramonėje.

7.2.3. Susikurti reputaciją

Trečias užmojis – ankstyvu mokslinės programos veiklos etapu moksliškai įrodyti ELI ERIC sistemų veiklos rezultatus ir galimybes. ELI objektai, naudodamiesi kitų partnerių objektų patirtimi, pabandys iki 2021 m. suteikti 80 proc. iš savo apytikriai numatytų naudotojams skirtų objekto darbo valandų, veiklai naudodami 90 proc. savo pagrindinių lazerių sistemų, iš kurių dauguma yra didelio arba vidutinio pasikartojimo dažnio.

Palyginti, naujausias PW klasės lazerių mokslo ir technikos lygis šiandien yra keli blyksniai per valandą, o ELI ERIC ir kai kuriuose partnerių objektuose bus siekiama veikimo Hz ir kelių Hz dažniais. Tai dar įspūdingiau atsižvelgiant į tai, kad ELI ERIC kai kuriais atvejais eksploatuoja rezultatyviausius lazerius pasaulyje. Paskelbus ankstyvus kvietimus, atsiras galimybė su šiais didesniais pasikartojimo dažniais atlikti bendrus eksperimentus ir naudotojams parengti tikslinius rodiklius.

Šie eksperimentai ne tik padės padaryti proveržio atradimų, bet ir sudarys sąlygas pasiekti rekordinį pasaulyje antrinių šaltinių rezultatyvumą, pvz., atlikti GeV žadinamojo lauko (angl. wakefield) spartinimą. Tokie kontroliuojami proveržio eksperimentai, atlikti ankstyvu objektų veiklos etapu, kartu vykdant gausią informavimo ir sklaidos veiklą, sukels intensyvų susidomėjimą ELI ERIC ir lazerių mokslu apskritai. Tai turės poveikį visam lazerių mokslui Europoje ir pasaulyje ir padės sukurti daug praktinių taikomųjų sprendinių, pvz., pažangias vėžio terapijas ir pavojingų branduolinių atliekų transformaciją. Užsibrėžiama įrodyti šias galimybes ir sukurti vis tvirtesnį, tvarų pagrindą remti ELI ERIC ir visą lazerių mokslą Europoje.

7.2.4. Išplėtoti inovacijas

ELI ERIC poveikis lazerių pramonės inovacijoms ir technologijoms statybų etapu nesibaigs. Dabartinis uždavinys veiklos etapui – tvari technologinė plėtra. ELI užmegs ilgalaikius santykius su pramoniniais partneriais – taip bus sprendžiamos svarbiausių komponentų viešųjų pirkimų ir nuolatinės technologinės plėtros problemos, ypatingą dėmesį skiriant veiklos tvarumui.

Kalbant apie santykius su pramonės atstovais, vienas iš uždavinių bus pradėti dialogą su tiekėjais siekiant nustatyti produkto patobulinimų ar rizikos mažinimo procesų apribojimus (didelis atsarginių dalių prieinamumas, keli tiekėjai...), ypač tikintis tvaraus ilgalaikio ELI objektų veikimo.

Pagal ELI ERIC reikalavimus vykdoma technologinė plėtra bus tęsiama ir veiklos etapu. Keletas pavyzdžių.

— Svarbiausi optiniai didelės galios / didelio pasikartojimo dažnio lazerių komponentai Transportavimo ir fokusavimo optika bei difrakcinės gardelės ir aktyviosios medžiagos turi būti toliau vystomos, kad ilgą laiką, atliekant daug blyksnių, išlaikytų didelę energiją ir didelės pikinės galios bei didelio pluošto skersmens spinduliuotės impulsus.

— Trumpų impulsų, didelių spindulių metrologija. Reikia proveržio sprendinių trumpus impulsus ir didelius spindulius generuojančių sistemų veiklos rezultatams išmatuoti, kad būtų lengviau suprasti unikalius mokslinius rezultatus, kuriuos bus galima pasiekti naudojantis ELI objektais.

— Visiška sudėtingų sistemų kontrolė Eksperimentinėmis sistemomis turi būti garantuojami veiklos rezultatai ir sklandi eksploatacija. Reikalingos išmanios, visiškai per sąsają valdomos kontrolės sistemos.

ELI objektai pagrindinį dėmesį skirs bendradarbiavimui su pramonės partneriais, gebančiais padaryti dabartinių technologijų perversmą pateikiant novatoriškus sprendinius. Inovacijų turinys bus orientuotas ne tik į trumpalaikį techninį aspektą, bet ir į ilgalaikio sprendinio tvarumo problemas, kad ELI ERIC būtų užtikrinti geriausi veiklos rezultatai, ilgiausias veikimo laikas ir efektyviausia techninės priežiūros išlaidų kontrolė. Unikalūs moksliniai ELI ERIC rezultatai ilguoju laikotarpiu bus grindžiami tinkamiausiais technologiniais didelės piko galios lazerių sprendiniais.

7.2.5. Poveikis priimančiosiose šalyse

Itin svarbi priežastis investuoti į ELI ERIC ir jį įkurdinti Vidurio Europos šalyse – pasitelkiant didelės vertės mokslinių tyrimų ir technologijų centrą daryti poveikį regionams. Yra atlikti keli kitų regioninių inovacijų strategijų tyrimai, rodantys, kad didelė investicijų ir inovacijų poveikio dalis jaučiama 100 km spinduliu nuo objekto, o tai reiškia, kad artumas yra svarbu. Tam tikras tikėtinas poveikis, be kita ko, gali būti toks:

— Tiesioginis investicijų poveikis. Tikimasi, kad priimančiosios šalys 50–80 proc. veiklos išlaidų gaus iš kitų narių, o tai reiškia, kad investicijos turėtų padaryti tiesioginį poveikį vietos ekonomikai. ELI minėtą poveikį seks ir apie jį praneš. Tikimasi, kad daugiau kaip 50 proc. tų lėšų bus išleista vietos regione ir tai turės poveikį dviem skirtingoms Vidurio Europos teritorijoms.

— Geresnės galimybės nacionaliniams ir (arba) vietos mokslininkams. Visi ELI objektai yra įkurdinti miestuose (Prahoje, Segede), turinčiuose universitetus. Kiekvienas universitetas, žinodamas apie būsimus įvykius ELI ERIC, studentus ir akademinės bendruomenės narius aprūpino programomis, pagal kurias bus pasinaudota objektų artumu. Minėtame šio projekto kontekste tam tikra veikla siekiama įtraukti vietos mokslininkus, tad tikimasi, kad per 10 metų nuo ELI ERIC įsteigimo kiekviena šalis turės iškilių mokslininkų šioje srityje.

— Geresnės inovacijų galimybės vietos pramonei. Greta jau aprašyto tiesioginio investicijų poveikio, objektų artumas skatins inovacijas bent dviem išmatuojamais būdais. Pirma, pajėgūs pramonės atstovai pamatys galimybę ir aktyviai kreipsis į objektą siekdami arba parduoti gaminius, arba pasistengti suprasti, kaip pritaikyti savo pasiūlymą objektui. Organizuodami pramonei skirtus informacinius renginius, viešųjų pirkimų grupės ir pramonės ryšių palaikymo pareigūnai padės palengvinti dalijimąsi informacija apie objektus. Be to, esama tam tikrų sričių, kur vietos teikėjo turėjimas objektams gali būti naudingas dėl strateginių priežasčių. Tai gali lemti mažos teritorijos sąnaudos, tačiau labiau tikėtina, kad tai bus artumas ir patogus tiekėjų prieinamumas, nes tada bus galima pritaikyti techninius sprendimus.

8. PAGRINDINĖ RIZIKA

8.1. Rizikos analizė

15 lentelė

Aukšto lygio rizikos vertinimas, susijęs su ELI ERIC objektų įgyvendinimu

Galima rizika Tikimybė Maža 1–5 didelė Poveikis Mažas 1–5 didelis Prevencija / mažinimas Darbuotojų pritraukimas ir konkurencingas atlygis. Kyla rizika, kad ELI ERIC bus sudėtinga į savo darbuotojų ratą įtraukti pasaulinio lygio ekspertus. 4 5 Aktyvus verbavimas, terminuotos sutartys, mokslinių tyrimų galimybės, gyvenimo kokybės iniciatyvos Techninė svarbiausių parametrų neatitikimo rizika. Rizika, kad ELI nepasieks kai kurių svarbiausių veiklos rezultatų parametrų, o tai gali užkirsti kelią kai kurioms galimybėms vykdyti eksperimentus. 3 3 Planavimas ir dialogas su naudotojų bendruomene ir Tarptautiniu moksliniu ir techniniu patariamuoju komitetu siekiant valdyti lūkesčius ir nustatyti alternatyvius eksperimentų vykdymo prioritetus. Darbo užmokesčio išaugimas per pirmuosius penkerius metus. Dėl vietos darbo rinkos dinamikos darbo užmokestis ELI ERIC sparčiai didės – nuo 5–10 proc. kasmet. 5 3 Planavimas ir dialogas su darbuotojais, formuojant lūkesčius Įrangos / komponentų senėjimas. Lazerių sistemų technologijos ateinančiais metais greitai vystysis ir ELI rizikuoja tapti nekonkurencinga, jeigu nebus nuolat daromos kapitalo išlaidos. 3 4 Planavimas pagal technologijų veiksmų gaires; papildomo finansavimo paieška Bloga pradinė naudotojų patirtis. Žala pradžioje dėl a) neveikiančių įrenginių, b) darbuotojų paramos stokos, c) blogos komunikacijos / lūkesčių valdymo. Tai gali bloginti reputaciją tarp mokslininkų ir labai stabdyti paslaugų įsisavinimą. 3–4 4–5 Glaudus pradinis bendradarbiavimas su „draugiškais naudotojais“, naudotojų apklausos, planas įdarbinti naudotojų koordinatorius, kurie teiktų „konsjeržo“ paslaugas Nesėkmingas ELI objektų integravimas. Dėl vadovybės / valdymo problemų vėluojama sujungti organizacijas arba jų sujungti nepavyksta. Tai didina išlaidas, daro žalą ELI-ERIC vientisumui ir reputacijai. 2 5 Atidi vadovybės stebėsena, aukštu lygmeniu remiamas pokyčių valdymas, mokomieji seminarai, specialūs ištekliai ir pagrįsti laiko planavimo lūkesčiai

(1) 2009 m. birželio 25 d. Tarybos reglamente (EB) Nr. 723/2009 dėl Europos mokslinių tyrimų infrastruktūros konsorciumo (ERIC) Bendrijos teisinio pagrindo (OL L 206, 2009 8 8, p. 1).

(*1) Taikant čirpuotų impulsų stiprinimą ir kietojo kūno lazerių technologiją, dabartinis piko intensyvumas viršijo 1022 W/cm2. ELI ERIC šį rodiklį padidins daugiau negu dešimt kartų. Taip pat parodytas SLAC E144 eksperimentas (mėlynas taškas), kuriuo didelis intensyvumas buvo pasiektas lazerio ir medžiagos sąveiką padidinant iki reliatyvistinių ribų. Horizontalios linijos rodo elektrono ponderomotorinę (virpesių) energiją Up 800 nm (Ti:safyras) lazeryje, lygią vienam atominiam vienetui; ir Up , kuri turi būti lygi elektrono rimties masei; arba galutinį Švingerio intensyvumo Y=1 tikslą, kai vakuumas tampa nestabilus, o šviesa virsta medžiaga. Šaltinis: Gérard Mourou, École Polytechnique.

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

(*2) Ši lentelė apima veikiančius ir statomus objektus. ŠALTINIS: J. Collier, Rutherford Central Laser Facility.