Úterý 26. října 2021, svátek má Erik
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Obří laser najde a zneškodní nádor

Česko

Vytvoří hmotu supernovy, zobrazí jádro buňky nebo třeba umožní studovat černé díry. Tak široké uplatnění bude mít nejvýkonnější laser na světě, který se má začít budovat v Česku.

Proniknou zdravou tkání, zamíří do zhoubného nádoru a zničí ho. Rakovinou nezasaženým buňkám však neublíží. Drobné součásti atomů - protony - se mohou po vhodném „vyladění“ proměnit v účinný lék. Jejich zdárný přerod snad už brzy umožní laser ELI (Extreme Light Infrastructure). Nejvíce však pomůže fyzikům. Záblesky jeho záření zachytí dosud nedostupné „momentky“ rozličných forem hmoty. Neuvěřitelně intenzivní pole laseru zase zvládne vytvořit elementární částice z vakua.

Vybudování unikátního zařízení podporuje Evropská unie. Laser zařadila mezi vědecké projekty zásadního významu. O ELI se ucházelo několik států, 1. října ale dostalo Česko jasný mandát. Letos se bude připravovat podrobný projekt, v roce 2011 má začít vlastní stavba. Se spuštěním se počítá v roce 2015. ELI bude nejintenzivnějším laserem na světě. „Dodá relativně malé množství energie, ovšem zato ve velmi krátkých pulzech,“ vysvětluje Bedřich Rus z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, který je vědeckým manažerem české ELI. Dále poznamenává, že by energie jednoho pulzu postačila řádově pouze k ohřátí lžíce vody z pokojové teploty na bod varu. Bude se ovšem dodávat v časech kratších než biliontina vteřiny, takže okamžitý výkon laseru bude obrovský.

Polapené Slunce Na malé ploše a v omezeném čase se ELI bude moci pochlubit světelným výkonem srovnatelným s tím, jaký by vytvářelo Slunce, kdyby vyzařovalo veškerou svoji energii z plochy deset krát deset centimetrů. „Pak se generují zcela neuvěřitelná elektromagnetická pole, jež od jádra atomu odtrhnou všechny elektrony a na dráhách několika centimetrů urychlí částice stejně jako v kilometrových urychlovačích,“ přibližuje Bedřich Rus.

ELI dokáže díky svým parametrům vytvářet intenzivní záblesky UV, gama a rentgenového záření, což otevírá široké možnosti pro jeho využití v praxi. „Laser pomůže získat informace o prostorové struktuře buněk, proteinů, molekul nebo chemických vazeb,“ vyjmenovává Bedřich Rus. Lékařům usnadní diagnostiku některých chorob. Třeba už za deset let se začne využívat při odhalování prvních fází zhoubných nádorů. „Prostorové rozlišení získané stávajícími přístroji je poměrně malé. Nezřetelné zárodky nádoru se tak často nezachytí,“ upozorňuje Rus. Kromě odhalování rakoviny zefektivní ELI také její léčbu. Takzvaná protonová terapie, během které nádor ničí kladně nabité částice, se začíná stále více využívat v praxi.

ELI se velmi dobře uplatní i při materiálovém výzkumu. „Budeme spolupracovat na projektu, v rámci kterého se rázová vlna vytvořená laserem využije při povrchovému vytvrzování namáhaných součástek pro letadla,“ říká Bedřich Rus.

Pomocí částic, které ELI generuje, se dá vytvořit hmota řady astrofyzikálních objektů, třeba supernov nebo kolabujících hvězd. Vznikají elektrická a magnetická pole nepředstavitelných velikostí. A nabité částice se pak chovají obdobně, jako by se nacházely v blízkosti černé díry. „Jejich zrychlení je tak gigantické, že by mohlo umožnit otestovat jevy pravděpodobné pro ranou fázi vesmíru a rovněž některé fyzikální předpovědi týkající se jevů na horizontu černých děr. Existuje řada záhad, které by ELI mohl pomoci objasnit, třeba odkud pochází záření pulzarů, rotujících neutronových hvězd,“ domnívá se Bedřich Rus.

Letos začal po opravách konečně pracovat největší urychlovač světa LHC, vybudovaný Evropskou organizací pro jaderný výzkum (CERN). V sedmadvacetikilometrovém tunelu pod Ženevou naberou jaderné částice téměř rychlost světla. „S ELI budeme moci zahájit výzkumy, na jejichž konci může stát jen několik desítek metrů dlouhý urychlovač, který zvládne to, co nyní LHC,“ věří Bedřich Rus.

Obří laser podle něj umožní ideálně skloubit vývoj aplikací pro řadu oblastí se špičkovým základním výzkumem. „Možnost vybudovat v Česku ELI je příležitost, která se nebude opakovat,“ domnívá se Bedřich Rus. Projekt bude stát téměř sedm miliard korun a větší část peněz bychom měli získat ze strukturálních fondů Evropské unie. V rámci operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace dostane Česko na „centra excelence“ 17 miliard. Zhruba deset procent z této částky připadne menším projektům, o zbytek se uchází pětice obřích vědeckých záměrů. (Více viz vložený text a grafika.) Při pohledu na rozpočty „velké pětky“ je jasné, že se bude muset škrtat. Některé projekty mohou během letošního posuzování vypadnout úplně, jiné možná čeká snižování rozpočtu.

„Výhoda ELI spočívá v tom, že za investované peníze získáme špičkové vědecké zařízení, které si na svůj chod z nezanedbatelné části samo vydělá,“ říká Bedřich Rus. Pracovat by na něm mělo asi 250 stálých a 50 hostujících vědců.

A proč má ELI vyrůst v Dolních Břežanech? „Najít vhodné místo nebylo jednoduché. Potřebovali jsme pozemek o rozloze šest až deset hektarů s dobrým spojením na letiště, protože laser budou využívat i zahraniční týmy,“ vysvětluje Bedřich Rus. Místo však zároveň nemůže ležet v bezprostřední blízkosti rušné dopravní tepny, jelikož by otřesy práci unikátního zařízení narušovaly. „Pro Dolní Břežany jsme se rozhodli i kvůli vstřícnému přístupu tamního zastupitelstva. Na rozdíl od jiných středočeských vesnic uvidí ve své obci raději vědecké centrum než obří sklady,“ poznamenává Bedřich Rus.

***

Vyroste v Česku biotechnolgické centrum nebo superpočítač? Pětice obřích vědeckých projektů nyní soutěží o finanční podporu především z Evropské unie. V rámci operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace se má mezi „centra excelence“ v Česku rozdělit 17 miliard korun. Zhruba deset procent z této částky půjde na menší projekty. O dalších zhruba 11 miliard korun budou soutěžit projekty regionálního významu. Mezi velké patří v této kategorii Centrum pro výzkum energetického využití litosféry (CVEVL) zaměřené na získávání energie z nitra Země, Centrum vzdělávání, výzkumu a inovací pro ICT (CERIT) specializované na informační a komunikační technologie a projekt UDRŽITELNÁ ENERGETIKA.

Obří laser ELI (Extreme Light Infrastructure) má vyrůst v Dolních Břežanech poblíž Prahy. Projekt připravovaný Fyzikálním ústavem Akademie věd bude stát necelých 7 miliard korun.

BIOCEV

BIOtechnologické a biomedicínské CEntrum Akademie věd a Univerzity Karlovy za 3,2 miliardy korun má vzniknout ve Vestci u Prahy.

CEITEC

Středoevropský technologický institut (Central European Institute of Technology) s rozpočtem 6,5 miliardy má vyrůst v Brně. Podílejí se na něm Masarykova univerzita, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Veterinární a farmaceutická univerzita, Vysoké učení technické, Výzkumný ústav veterinárního lékařství spolu s Akademií věd.

IT4Innovations

Na projektu ostravského superpočítače s rozpočtem zhruba 2,3 miliardy korun se podílejí Vysoká škola báňská, Technická univerzita Ostrava, Ostravská univerzita, Slezská univerzita a Akademie věd.

FNUSA - ICRC

Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně připravuje ve spolupráci s americkou Mayo Clinic Mezinárodní centrum klinického výzkumu (International Clinical Research Center). Projekt s rozpočtem 4 miliard korun bude v Brně.

Autor:

Otužování podle Wima Hofa je nebezpečné. Hrozí zástava, říká kardiolog Táborský

Premium Otužování je nejlepší prevence proti těžkému průběhu nemoci covid-19. Lidé mají větší šanci, že neskončí v nemocnici,...

Dětem, kterým pomáháte moc, mozek nepracuje správně, říká speciální pedagožka

Premium „Kdybychom k dětem v batolecím a předškolním věku přistupovali v některých oblastech víc ,postaru‘, měli bychom méně...

Váš syn bude žít jen pár týdnů. Zpověď matky zesnulého hokejisty Buchtely

Premium Přežít své dítě. Pro každého rodiče ta nejhorší představa. Teprve dvacetiletý hokejista Ondřej Buchtela zemřel loni v...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!