Восени в Швеції почнеться будівництво великого загальноєвропейського дослідницького центру ESS з найпотужнішим у світі джерелом нейтронів.
Проект ESS (European Spallation Source - Європейське джерело на основі розщеплення) призначений для дослідження різних матеріалів за допомогою техніки розсіювання нейтронів речовиною. Нейтрони будуть проводитися шляхом розщеплення ядер атомів вольфрамової мішені при ударі протонів, розігнаних майже до швидкості світла 600-метровим лінійним прискорювачем. З процесом отримання нейтронів і пов'язана назва проекту. Нейтрони збираються в пучки, що спрямовуються на масив наукових приладів, кожен з яких призначений для спостереження різних наборів взаємодій між нейтронним пучком і зразком матеріалу для аналізу. Саме в проектуванні та експлуатації цих інструментів і полягає експериментальна наукова робота в проекті ESS.
Створення нового центру пов'язане з тим, що нейтрони відмінно підходять для зондування будь-яких матеріалів на молекулярному та атомарному рівні - від нових конструкційних матеріалів і пластмас до медичних препаратів і білків, що життєво потрібно як дослідникам, так і розробникам. Однак подібні дослідження сильно залежать від того, скільки нейтронів може бути отримано від їх джерела. Це називається яскравістю джерела. Кожен окремий нейтрон відіграє свою роль у дослідженні зразка матеріалу, вміщеного на його шляху, підвищуючи роздільну здатність зображення своєї мети, що означає отримання більш точної та якісної інформації про матеріал, що вивчається. Це дозволить вченим краще побачити і зрозуміти атомні структури і сили. Цю установку можна порівняти з гігантським мікроскопом для вивчення різних матеріалів.
Нейтрон взаємодіє з речовиною зразка, або при зіткненні з його атомами, або шляхом взаємодії з будь-якими магнітними силами, вже присутніми в матеріалі завдяки наявності у нейтрона власного магнітного моменту (спина).
Більшість існуючих джерел нейтронів засновані на ядерних реакторах. Цей підхід в даний час досяг свого максимального потенціалу і не може забезпечити подальший розвиток досліджень. Настав час для нової технології. Тому було розроблено нове покоління джерел нейтронів на основі прискорювачів частинок і технології розщеплення ядер металевої мішені. Ця набагато більш ефективна технологія у випадку з ESS забезпечить в 30 разів більшу яскравість джерела нейтронів, ніж у найяскравіших з вже існуючих.
Ідея створення центру виникла ще в 1993 році, але тільки в 2009 році було прийнято рішення про будівництво експериментального комплексу в Швеції на північ від міста Лунд, а центру аналізу даних в Данії, в Копенгагені. У другій половині 2012 року було проведено конкурс на проектування. Будівництво планували почати на початку 2013 року, але з фінансових причин його перенесли на початок осені 2014 року. Тільки після того, як з 13 країн-учасниць вдалося зібрати 97,5% від необхідних 1,84 млрд євро, було оголошено про початок робіт. Рішення було прийнято відразу після того, як Німеччина погодилася заплатити свої 11%. До цього в лютому 5% погодилася виплатити Іспанія, а березні 11% - Великобританія. Основні кошти на будівництво виділять приймаючі країни Швеція (35%) і Данія (12,5%). Солідний внесок внесуть Франція (8%) та Італія (6%). Очікується, що в проекті візьмуть участь принаймні 17 країн.
Завершити будівництво планується, як і раніше, в кінці 2019 року, а перші експерименти почнуться в 2023 році.
Хоча серцем комплексу є 600-метровий прискорювач і 180-метровий інструментальний зал, проектувальники не забули і про умови для вчених. Навколо прискорювального ядра буде побудований дослідницький центр ESS площею понад 100 тис. кв.м. Там будуть лабораторії, офіси, навчальні аудиторії, лекційний зал і навіть громадський центр для туристів. Буде побудовано також Наукове село для проживання вчених (мабуть, за аналогією з Олімпійським селом) і природний заповідник навколо комплексу. Науковий блок передбачають запустити в 2019 році, а весь комплекс завершать до 2025 року.
Програма досліджень ESS планується вже зараз вченими та інженерами з більш ніж 60 лабораторій. Передбачається, що в центрі щороку працюватиме близько двох-трьох тисяч дослідників.
За матеріалами офіційного сайту Малюнки
автора проекту Відеоролик
, що ілюструє проект.