Solaris (synchrotron)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Budynek synchrotronu SOLARIS, październik 2014

SOLARIS – pierwszy polski synchrotron zbudowany w Krakowie przez Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS, jednostkę pozawydziałową Uniwersytetu Jagiellońskiego. Budynek, w którym znajduje się synchrotron, zlokalizowany jest na terenie Kampusu 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego. Sąsiaduje z podstrefą specjalnej strefy ekonomicznej zarządzanej przez Krakowski Park Technologiczny. Synchrotron SOLARIS znalazł się na utworzonej przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego liście projektów Polskiej Mapy Drogowej Infrastruktury Badawczej[1].

Synchrotron SOLARIS to akcelerator cząstek, w tym przypadku elektronów, oraz nowoczesne urządzenie badawcze generujące promieniowanie elektromagnetyczne od podczerwieni do promieniowania rentgenowskiego. Przeznaczone jest do badań w wielu dziedzinach nauki, m.in. w biologii, fizyce, chemii, medycynie, archeologii, historii sztuki.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Hala eksperymentalna: budowa ścian pierścienia, lipiec 2013 r.

Starania związane z powstaniem polskiego synchrotronu rozpoczęły się w 1998 roku, gdy grono profesorów z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego i Akademii Górniczo-Hutniczej, w tym również członków Polskiego Towarzystwa Promieniowania Synchrotronowego, wystąpiło do ówczesnego Komitetu Badań Naukowych z inicjatywą budowy synchrotronu oraz utworzenia Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego.

Formalny wniosek w sprawie budowy polskiego źródła promieniowania synchrotronowego wpłynął do Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w 2006 r.[2]. W 2009 r. Uniwersytet Jagielloński podpisał umowę o współpracy ze szwedzkim laboratorium MAX-Lab, działającym przy Uniwersytecie w Lund. Porozumienie zakładało budowę dwóch bliźniaczych ośrodków promieniowania synchrotronowego: w Polsce i w Szwecji. Projekty synchrotronów wykorzystywały rozwiązania technologiczne opracowane przez szwedzkich naukowców i inżynierów.

W kwietniu 2010 r. Uniwersytet Jagielloński podpisał umowę z Ministerstwem Nauki i Szkolnictwa Wyższego na dofinansowanie projektu „Narodowe Centrum Promieniowania Elektromagnetycznego dla celów badawczych (etap I)”. Źródłem funduszy był Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka 2007-2013[3]. Budynek, w którym mieści się synchrotron, powstał w okresie od stycznia 2012 r. do maja 2014 r. W 2014 r. zakończyły się prace instalacyjne urządzeń, m.in. elektromagnesów[4] oraz komór próżniowych[5]. W czerwcu 2015 r. zespół fizyków z SOLARIS wprowadził wiązkę elektronów do pierścienia synchrotronu i zobaczył pierwsze światło przy wyjściu do linii badawczych[6]. We wrześniu 2015 r. odbyło się uroczyste otwarcie Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS[7].

Pierwsi użytkownicy linii badawczych rozpoczęli badania w październiku 2018 r.

Parametry pierścienia akumulacyjnego SOLARIS[edytuj | edytuj kod]

  • Obwód pierścienia: 96 m
  • Energia: 1,5 GeV
  • Prąd: 500 mA
  • Obwód: 96 m
  • Główna częstotliwość: 99,91 MHz
  • Maksymalna liczba paczek elektronowych: 32
  • Emitancja horyzontalna (bez UW): 6 nm rad
  • Sprzężenie: 1%
  • Dostrojenie Qx, Qy: 11,22; 3,15
  • Naturalna chromatyczność ξx, ξy: -22,96, -17,14
  • Skorygowana chromatyczność ξx, ξy: +1, +1
  • Rozmiar wiązki (centrum sekcji prostej) σx, σy: 184 μm, 13 μm
  • Rozmiar wiązki (centrum dipola) σx, σy: 44 μm, 30 μm
  • Liczba sekcji prostych dla UW: 10
  • Kompakcja pędu: 3,055 x 10-3
  • Całkowity czas życia elektronów: 13 h.

Linie badawcze synchrotronu SOLARIS[edytuj | edytuj kod]

stacja badawcza PEEM
Stacja badawcza PEEM

Synchrotron SOLARIS rozpoczął funkcjonowanie z dwiema liniami badawczymi:

  • PEEM/XAS (ang. Photoemission Electron Microscopy / X-ray Absorption Spectroscopy - fotoemisyjna mikroskopia elektronowa / rentgenowska spektroskopia absorpcyjna ) – linia zoptymalizowana dla fotonów z zakresu niskoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego, wyposażona w dwie stacje badawcze: elektronowy mikroskop fotoemisyjny (PEEM) oraz komorę XAS. Elektronowy mikroskop fotoemisyjny pozwala na obrazowanie właściwości topograficznych, chemicznych, elektronowych i strukturalnych materii. Eksperymenty w komorze XAS będą dostarczać informacji o wewnętrznej strukturze magnetycznej próbki.
  • UARPES (ang. Ultra Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy – kątowo-rozdzielcza spektroskopia fotoelektronów) – linia dostarcza fotony w zakresie próżniowego ultrafioletu. Technika ARPES pozwala na pomiar trzech fundamentalnych dla elektronów parametrów: energii, pędu i spinu. Tym samym pozwala na pełny opis elektronowej struktury materii. Stosowana jest m.in. w badaniach nowych materiałów elektronicznych, nanostruktur, w fizyce nadprzewodników i półprzewodników.

Docelowo na hali eksperymentalnej synchrotronu SOLARIS znajdzie się kilkanaście linii badawczych. Łącznie będą one wyposażone w około trzydzieści stanowisk pomiarowych.

Parametry budynku[edytuj | edytuj kod]

  • Powierzchnia budynku – 8000m2
  • Powierzchnia hali wraz z pierścieniem – 3000 m²
  • Wysokość całego budynku – 19,7 m
  • Wysokość budynku nad powierzchnią ziemi – 12,5 m
  • Hala – 3,2 m poniżej poziomu terenu
  • Tunel liniaka oraz tunel technologiczny – 7,7 m poniżej poziomu terenu
  • Tunel liniaka – długość 110 m, szerokość 4,15 m
  • Tunel technologiczny – długość 110 m, szerokość 5,20 m.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Aktualizacja Polskiej Mapy Drogowej Infrastruktury Badawczej - Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, www.nauka.gov.pl [dostęp 2016-02-11].
  2. Aktualizacja projektu utworzenia Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego, E. A. Gőrlich, K. Królas, K. Tomala, maj 2008
  3. Projekty - Mapa Dotacji UE, www.mapadotacji.gov.pl [dostęp 2016-02-11].
  4. Aktualności - Centrum Promieniowania Synchrotronowego, www.synchrotron.uj.edu.pl [dostęp 2016-02-11].
  5. Aktualności - Centrum Promieniowania Synchrotronowego, www.synchrotron.uj.edu.pl [dostęp 2016-02-11].
  6. Aktualności - Centrum Promieniowania Synchrotronowego, www.synchrotron.uj.edu.pl [dostęp 2016-02-11].
  7. Inauguracja Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego Solaris w Krakowie | Aktualności o polskiej nauce, badaniach, wydarzeniach, polskich uczelniach i instytutach badawczych, naukawpolsce.pap.pl [dostęp 2016-02-11].

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]