Prof. dr hab. Marek Stankiewicz - profesor nauk fizycznych, od 2010 roku dyrektor Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS przy UJ. Współpracował z zagranicznymi uniwersytetami: The Royal Institute of Technology (Szwecja) oraz University of Reading (Wielka Brytania), posiada również tytuł honorowy profesora Imperial College, London. Wykonawca i uczestnik polskich, szwedzkich, francuskich i brytyjskich projektów w dziedzinie  fizyki atomowej i molekularnej z zastosowaniem laserów, laserów dużej mocy, impulsów attosekundowych oraz promieniowania synchrotronowego. Jest autorem 64 publikacji w międzynarodowych recenzowanych czasopismach naukowych oraz 7 patentów dotyczących pomiarów mętności i ilości zawiesiny w cieczach i gazach.

Dr Adriana Wawrzyniak - doktor nauk fizycznych, pracuje w zespole SOLARIS jako koordynator ds. utrzymania i rozwoju akceleratorów. Przez cztery lata przebywała w szwedzkim ośrodku synchrotronowym w Lund (MAX IV Laboratory) przygotowując się do pracy nad uruchomieniem polskiego synchrotronu. Wielokrotnie wyróżniana stypendiami oraz nagrodami. Jej aktualne zainteresowania naukowe koncentrują się wokół tematyki akceleratorów cząstek, projektowania sieci magnetycznej akceleratorów liniowych, kołowych oraz linii transferowych. Pracuje również nad optymalizacją parametrów pozwalających na uzyskanie wysokiej wydajności pracy synchrotronu.

Jak przebiegała Wasza współpraca z MAX-lab? Który z etapów realizacji okazał się najtrudniejszy?

Dr Adriana Wawrzyniak (AW): Współpraca z MAX-labem przebiegała, przebiega i jeszcze przez wiele lat, myślę, że będzie przebiegać znakomicie. Uważam, że bez bez ogromnego wsparcia naszych kolegów z Lund nie bylibyśmy w stanie w tak szybki sposób wybudować działającego ośrodka synchrotronowego.

Przede wszystkim zawdzięczamy Szwedom cały projekt 1.5 GeV pierścienia akumulacyjnego, który jest „bratem bliźniakiem” ich mniejszego pierścienia. Jesteśmy im wdzięczni za dzielenie się z nami całą wiedzą dotyczącą zarówno budowy synchrotronu jak i całej infrastruktury. Nasi inżynierowie odbyli wiele wizyt do ośrodka w Lund, aby bezpośrednio zapoznać się i porozmawiać na tematy dotyczące różnych aspektów zarówno budowy ośrodka, instalacji elektrycznych, wodnych czy też rozwiązań mechanicznych

Początkowo głównie my czerpaliśmy z ich doświadczeń i wiedzy, ale w kolejnej fazie projektu te role trochę się odwróciły i z racji tego, że my wcześniej zaczęliśmy instalację pierścienia akumulacyjnego, Szwedzi mogli podpatrzeć pewne rozwiązania technologiczne dotyczące instalacji, bądź też uniknąć pewnych błędów, które pojawiły się podczas montażu.

Będąc w Lund zawsze spotykaliśmy się z życzliwością i ogromną pomocą naukowców z MAX-labu. Spędziliśmy niezliczoną liczbę godzin na dyskusjach naukowych oraz rozmowach dotyczących samego zarządzania takim projektem. Uzyskaliśmy wiele cennych uwag odnośnie specyfikacji różnych systemów, nasze pytania nigdy nie zostawały bez odpowiedzi. Ta współpraca jest dwustronna gdyż również nasz zespół ma spory wkład w projekt Szwedów.

Pomagaliśmy im przy projektowaniu części synchrotronu, braliśmy czynny udział we wszystkich spotkaniach projektowych dzieląc się naszymi doświadczeniami i uwagami. Aktualnie podczas uruchamiania maszyny również jesteśmy w ciągłym kontakcie ze szwedzkimi naukowcami. Dzielimy się wiedzą, problemami i ich rozwiązaniami, a nawet częściami zamiennymi, co jest dodatkową zaletą, gdyż w szybki sposób można w ten sposób usunąć usterkę, nie czekając miesiącami na producenta.

Z mojego punktu widzenia uważam, że najtrudniejszy był początek projektu. Zresztą początki zawsze bywają trudne. Trzeba najpierw poznać technologię oraz ludzi - w tym wypadku całkiem dla nas nowe środowisko naukowców z Lund. Mieliśmy bardzo mały zespół niedoświadczonych ludzi, którzy musieli w szybkim tempie zdobyć wiedzę potrzebną do czynnego udziału w pracach projektowych, tak aby stać się równorzędnym partnerem pracowników z MAX-Labu i podejmować kluczowe decyzje dotyczące naszego ośrodka w Polsce. Pomimo tego, że oba synchrotrony są bliźniacze, jest sporo różnic między polskim a szwedzkim ośrodkiem. Jednym z takich przykładów może być akcelerator liniowy, który w naszym przypadku jest 3 razy krótszy i wymagał odrębnego projektu, który musiałam wykonać sama bazując na wiedzy, którą udało mi się pozyskać w MAX-labie.   

W jakim stopniu Solaris jest komercyjny? Czy propozycje bez finansowania własnego będą rozważane?

Prof. Marek Stankiewicz (MS): Główną misją SOLARIS jest zapewnienie jak najszerszemu spektrum naukowców znakomitego, wszechstronnego i multidyscyplinarnego warsztatu pracy, umożliwiającego prowadzenie przełomowych badań. Jestem pewien, iż w przyszłości grupy badawcze z przemysłowych ośrodków badawczo-rozwojowych „odkryją” ofertę SOLARIS. Już prowadzimy i będziemy prowadzić akcję poszukiwania takich partnerów. Rozmawiamy z kilkoma dużymi firmami. Taki model współpracy funkcjonuje w zagranicznych ośrodkach synchrotronowych, gdzie prowadzone są badania przez firmy z obszaru farmacji, biotechnologii, przemysłu chemicznego, paliwowego, wydobywczego, branży energetycznej, zaawansowanych materiałów itp. Tak więc prowadzenie komercyjnych badań w SOLARIS jest na horyzoncie. Mogą to być badania odpłatne, ale współpraca z przemysłem może odbywać się wg kilku innych scenariuszy, również na zasadzie wkładu rzeczowego, gdzie firma finansuje nową infrastrukturę badawczą, udostępnia ją innym, a w zamian otrzymuje określoną pulę godzin dostępu do promieniowania synchrotronowego.

Jakie konkretnie zadania będą stały przed urządzeniem lub (jeśli nie był budowy w konkretnym celu, a by ogólnie służyć polskiej nauce) do czego będzie/może być wykorzystywany?

MS: Jak wspomniałem, głównym celem budowy SOLARIS jest zapewnienie grupom badawczym dostępu do światowej klasy infrastruktury badawczej jaką jest synchrotronowe źródło światła obudowane szeregiem linii i stacji badawczych. Całość umożliwia pracę wielu grupom badawczym na raz, w wielu różnych dziedzinach nauki. Badania będzie można prowadzić 24 godziny na dobę. SOLARIS dysponuje najnowocześniejszą technologią synchrotronową zapewniając znakomite parametry promieniowania. Jest odpowiedzią na wieloletnie starania o budowę synchrotronu w Polsce, wspierane przez Konsorcjum Polski Synchrotron skupiający 36 uniwersytetów i instytucji badawczych w Polsce oraz przez liczną rzeszę naukowców skupionych w Polskim Towarzystwie Promieniowania Synchrotronowego. Do tej pory polscy naukowcy zmuszeni byli prowadzić swoje badania aplikując o czas na jednym z synchrotronów za granicą.
Na świecie jest około 50 synchrotronów, głównie w krajach wysoko uprzemysłowionych, stawiających na rozwój nowoczesnych, innowacyjnych technologii.

Czy przewidziane jest wykorzystanie do celów medycznych i archeologicznych - a jeśli tak, to czy zgłosiły się już jakieś podmioty chętne do współpracy? Jeśli to nie tajemnica, to jakie instytucje i w jakim zakresie chcą współpracować?

MS: Jak najbardziej przewidujemy wykorzystanie synchrotronu do celów i medycznych i archeologicznych. To są bardzo spektakularne badania, cieszące się ogromnym zainteresowaniem. Są one prowadzone prawie w każdym synchrotronie na świecie. W medycynie to badania w obszarach diagnostyki oraz terapii. Promieniowanie synchrotronowe pozwala na badanie składu chemicznego próbek i ich struktury z rozdzielczością atomową. Dzięki możliwości zmiany energii przy prześwietlaniu możemy wykonywać obrazowanie różnicowe – pozwalające na uzyskanie wyjątkowego kontrastu. W medycynie przekłada się to np. na możliwość precyzyjnego określenia składu i topologii gromadzenia się szkodliwych związków lub pierwiastków w organach ludzkich.

W archeologii czy historii sztuki pozwala to określać skład pigmentów i barwników, demaskować falsyfikaty, definiować pochodzenie obiektu, odkrywać niewidoczne warstwy itp.

Takim badaniami zainteresowane są instytucje skupione w Konsorcjum Polski Synchrotron. Możliwość tego typu badań zapewniają przyszłe linie badawcze w SOLARIS. Naszym zadaniem jest również działalność edukacyjna i popularyzacja dostępnych synchrotronowych technik badawczych wśród środowisk medycznych, archeologów, muzealników i historyków sztuki.

Patrząc dalej w przyszłość, czy istnieją już plany dalszej rozbudowy SOLARIS-a? Czy może muszą najpierw być spełnione określone warunki, np. zrealizowany plan biznesowy projektu na najbliższe lata?

MS: Oczywiście, są takie plany. Nawiasem mówiąc, projekt w wyniku którego powstał SOLARIS nosi nazwę „Narodowe Centrum Promieniowania Elektromagnetycznego dla Celów Badawczych (Etap I)”.  Z nazwy więc wynika, iż planowane są dalsze etapy. Celem etapu pierwszego było zbudowanie w ramach dostępnego budżetu (200 mln zł) najlepszego źródła promieniowania synchrotronowego i wyposażenie go w jedną linię badawczą. I to nam się udało. Mamy znakomity synchrotron, zbudowany w rewolucyjnej technologii, udostępnionej nam przez kolegów ze szwedzkiego ośrodka synchrotronowego MAX IV Laboratory w Lund. Budujemy razem 2 bliźniacze synchrotrony stosując nowe rozwiązania jako pierwsi na świecie. Co więcej, udało nam się rozszerzyć projekt i w efekcie powstają 2 linie eksperymentalne z 3 stacjami końcowymi. Tak więc już od przyszłego roku będą mogły pracować w SOLARIS 3 grupy badawcze równocześnie.

Dalsze plany polegają na instalacji kilkunastu linii eksperymentalnych. Dopiero wtedy potencjał SOLARIS będzie w pełni wykorzystany. Naukowy Komitet Doradczy działający przy SOLARIS przygotował portfolio takich linii, które reprezentują różne techniki pomiarowe i umożliwiają badania w różnych obszarach. Te propozycje zostały opracowane jako wypadkowa oczekiwań polskiego środowiska naukowego. Rozbudowę możemy i powinniśmy realizować już od jutra, potrzebne są tylko pieniądze. Dlatego prowadzimy intensywne rozpoznanie, który z dostępnych programów jest przystający do tego projektu, niestety na razie bez sukcesu. Z drugiej strony, logicznym wydaje się, że projekt SOLARIS, wpisany na Polską Mapę Drogowej Infrastruktury Badawczej powinien być finansowany z budżetu MNiSW.

Mamy też plany rozbudowy wstępnego akceleratora liniowego do energii 1,5 GeV, co umożliwi nieprzerwaną prace synchrotronu przez 24 godz na dobę 7 dni w tygodniu. Jeszcze dalsze plany, choć odległe, to bardzo atrakcyjne,  polegają na budowie w SOLARIS lasera na swobodnych elektronach (FEL).

Czy nasi naukowcy myślą już o budowie kolejnych podobnych instalacji i jaka jest szansa na to, że podobne urządzenia będą w Polsce powstawały?

AW: Oczywiście myślimy o budowie tego typu urządzeń, gdyż na tym opiera się rozwój. Trzeba wybiegać w przyszłość, gdyż samo pozyskiwanie funduszy na kolejny projekt tej skali wymaga kilku lat żmudnych obliczeń oraz przygotowania dobrego planu biznesowego.

Na dzień dzisiejszy – tak jak powiedział wcześniej prof. Marek Stankiewicz - myślimy już o rozbudowie naszego ośrodka, a jednym z aspektów jest budowa kolejnych linii pomiarowych. Kolejnym projektem jest rozbudowa akceleratora liniowego do energii 1.5 GeV, oraz budowa kolejnego urządzenia, którym jest laser na swobodnych elektronach przy wykorzystaniu wiązki elektronowej z akceleratora liniowego.

W dalszej perspektywie jest również budowa pierścienia o wyższej energii i ultra niskiej emitancji, ale oczywiście najpierw musimy zrealizować inne zadania.

Po pomyślnym zakończeniu obecnego projektu, powinny znaleźć się środki na budowę kolejnych linii pomiarowych, a to już zapewni nam sukces, jeżeli chodzi o realizację pierwszego w Polsce ośrodka synchrotronowego. Taki scenariusz otwiera drogę do starania się o kolejne fundusze na nowe projekty z dużym prawdopodobieństwem ich pozyskania. Już teraz staramy się uczestniczyć w innych projektach europejskich, jak X-band XFEL, co daje nam mocniejszą pozycję, jeżeli chodzi o innowacyjność kolejnych projektów.

Na jak długo planowane jest utrzymanie urządzenia? (czy też działać ma bezterminowo)

AW: Utrzymanie urządzenia planowane jest na długie lata. Chcielibyśmy, aby było to bezterminowe przedsięwzięcie, jednakże z racji rozwoju technologii i starzenia się komponentów, z reguły urządzenia te ulegają procesowi modernizacji po około 25 latach operacji. Taka modernizacja wiąże się często z częściową lub całkowitą przebudową urządzenia. W zależności od pozyskanego finansowania wykorzystuje się przy tym istniejącą infrastrukturę, bądź też buduje się całkiem nowy ośrodek.

Środki na budowę pochodzą w zasadzie w całości z UE. Czy wyłącznie krajowym sumptem faktycznie nie da się już w obecnych czasach rozwijać nauki? Kiedyś się dało, a patrząc na absurdalne koszty inwestycji np. stadionowych i autostradowych koszt synchrotronu jest niczym kropla i moglibyśmy śmiało stać się rajem dla naukowców z całego świata.

MS: Rzeczywiście, budowa SOLARIS została całkowicie sfinansowana z europejskich funduszy strukturalnych Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (Priorytet II: Infrastruktura B+R). Jednym z głównych założeń tego programu było wspieranie infrastruktury jednostek naukowych, której realizacja przełoży się na rozwój sektora przedsiębiorstw i podniesienie innowacyjności gospodarki. Należy się cieszyć, iż fundusze zostały tak spożytkowane. Ale to są akcje jednorazowe. Należy widzieć, iż systemowe finansowanie nauki z budżetu centralnego jest zatrważająco niskie. Pojawiające się obecnie zapowiedzi zwiększenia procentu PKB przeznaczonego na naukę obracają się dookoła ułamka procenta – więc niewiele zmienią.

Owszem, dzięki funduszom europejskim infrastruktura badawcza została zasadniczo unowocześniona. Ale nie ma funduszy z budżetu na jej utrzymanie. Innym paradoksem jest finansowanie projektów znajdujących się na istniejącej  od 2011 roku Polskiej Mapie Drogowej Infrastruktury Badawczej.

Jest to aktualnie lista 53 projektów określanych przez MNiSW jako „strategiczne dla rozwoju polskiej nauki i gospodarki”. SOLARIS zajmuje tam czołową pozycję. Znowu, należy się cieszyć iż taka lista powstała, niemniej nic z tego faktu nie wynika. Można by się było spodziewać, iż projekty na tej mapie mają  zagwarantowane finansowanie, niemniej żadnych decyzji w tej sprawie nie ma. Jest to oczywiście sytuacja uniemożliwiająca racjonalne działania. Wracając do pytania – uważam iż Polskę na tym etapie rozwoju powinno być stać na inwestowanie w naukę. Koszt powstania SOLARIS to 200 mln zł, tyle samo co zbudowanie kilku kilometrów autostrady. Myślę, iż wydatki na naukę nie są kontrowersyjne i ich zwiększenie zostanie zaakceptowane przez zdecydowaną większość polskiego społeczeństwa rozumiejącego fundamentalny wpływ badań na rozwój innowacyjnych technologii.

Czy warto inwestować środki w tak małe przedsięwzięcia zamiast wykładać je na znacznie większe międzynarodowe, o szerokim spektrum finansowania?

MS: Dobre pytanie – co znaczy w tym przypadku „małe przedsięwzięcie”. Czy mówimy o gabarytach, czy o pieniądzach. Trudno mi się zgodzić, iż SOLARIS jest małym przedsięwzięciem. Ani pod względem finansowym ani pod względem oddziaływania. SOLARIS zapewni warsztat pracy dla kilkunastu grup badawczych na raz przez 24 godziny na dobę. Ma wymiar międzynarodowy, szczególnie jako nowatorskie rozwiązanie technologiczne, zapewniające znakomite parametry emitowanego promieniowania synchrotronowego. Główną misją SOLARIS jest nie tylko dostępność infrastruktury dla polskich grup badawczych, ale również otwarcie się na naukowców zagranicznych. Już obecnie zainteresowanie jest bardzo duże.

Inwestycje w takie infrastruktury są bardzo efektywne. Statystyki pokazują, iż rocznie rezultaty badań wykonanych w ośrodku synchrotronowym w ciągu jednego roku są podstawą do kilkuset publikacji i kilkudziesięciu doktoratów.

Oczywiście inwestowanie w bardzo duże, pan-europejskie czy światowe  infrastruktury jak CERN, ESS, czy ESRF umożliwiające prowadzenie przełomowych badań jest równie konieczne. Ale to dwie, niezależne od siebie strategie.

Mam nadzieję, iż powstanie w Polsce SOLARIS jest początkiem nowego spojrzenia na strategię finansowania infrastruktury badawczej w Polsce. Zaistnienie SOLARIS na światowej mapie infrastruktur badawczych, pokazujące nasz potencjał da nam również w przyszłości podstawy do starania się o ulokowanie na terenie Polski dużych wspólnych, europejskich czy światowych infrastruktur.