Laser na swobodnych elektronach w Hamburgu

Laser na swobodnych elektronach w Hamburgu Janusz A. Zakrzewski Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Warszawski Pamięci Bjoerna Wiika 1. Wstęp Niniejszy wykład, rozpoczynający XXXVI Zjazd Fizyków Polskich w Toruniu, pragnę poświęcić pamięci dyrektora generalnego Niemieckiego Ośrodka Synchrotronu Elektronowego (DESY) w Hamburgu, Profesora Bjoerna Wiika (rys. 1), zmarłego tragicznie w lutym 1999 r. Bjoern Wiik, członek zagraniczny Polskiej Akademii Nauk, profesor honorowy Instytutu Fizyki Jądrowej w Krakowie i jeden z najwybitniejszych fizyków w dziedzinie fizyki wielkich energii, miał być gościem poprzedniego Zjazdu Fizyków w Białymstoku, zaproszonym do wygłoszenia wykładu. Zacznę od przypomnienia kilku faktów z jego życia. Wspomnę wpierw o jego kluczowym udziale w jednym z najważniejszych osiągnięć fizyki wielkich energii odkryciu gluonów (gluonowego promieniowania hamowania) a następnie o jego roli w rozwoju fizyki w Polsce. Pod koniec lat 70. Bjoern Wiik uczestniczył w eksperymencie TASSO przy akceleratorze PETRA w DESY, mającym na celu badanie zderzeń przeciwbieżnych wiązek elektronów i pozytonów. I to on właśnie przedstawił na konferencji w Bergen (1979) pierwszy przypadek o charakterystycznej strukturze trójdżetowej (ang. three-jet event), świadczącej o udziale gluonu w anihilacji elektronu z pozytonem (rys. 2). Przypadek ten różnił się zdecydowanie od przypadków dwudżetowych, powstających zazwyczaj w procesie anihilacji elektronów z pozytonami przy bardzo wielkich energiach (ok. 30 GeV) w układzie ich środka masy. Dżety te są strumieniami hadronów, na które rozpada się para kwark antykwark tworzona w takim procesie. Gluon wypromieniowany przez jeden z kwarków również rozpada się na hadrony, tworząc w ten sposób wspomniany przypadek trójdżetowy. Za to odkrycie Bjoern Wiik, P. Soeding i S.L. Wu zostali uhonorowani przez Europejskie Towarzystwo Fizyczne w 1995 r. prestiżową nagrodą z dziedziny fizyki cząstek elementarnych (Particle Physics Prize). Rys. 1. Bjoern Wiik (1937 1999). Red.). Wykład laureata Nagrody Smoluchowskiego Warburga za rok 2001 (patrz Kronika w zesz. 3/2001 PF, s. 162 POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002 7

Wiadomo, że proton zawiera trzy kwarki walencyjne (dwa kwarki u i jeden d) oraz wiążące je gluony. Procesy wirtualnego rozszczepiania gluonów na pary kwark antykwark (tzw. morze, rys. 3) zwiększają liczbę partonów w protonie, wskutek czego każdy parton unosi jedynie mały ułamek x całkowitego pędu protonu. Par- Rys. 2. Pierwszy przypadek trójdżetowy zaobserwowany w eksperymencie TASSO przy energii 27,4 GeV (w układzie środka masy elektronu i pozytonu). Rysunek przedstawia wektory pędów cząstek naładowanych, rzutowane na płaszczyznę prostopadłą do wiązek e + e (linie kreskowane oznaczają kierunki trzech dżetów). Przypadek ten przedstawił Bjoern Wiik na konferencji w Bergen (1979). 2. Współpraca Bjoerna Wiika z polskimi fizykami Wkrótce po odkryciu gluonów Wiik podjął się nowego zadania w DESY: kierowania projektem HERA, czyli budową i uruchomieniem (w latach 1981 92) akceleratora, w którym przeciwbieżne wiązki elektronów (bądź pozytonów) zderzają się z protonami. Odegrał wówczas istotną rolę w inspirowaniu udziału polskich ośrodków naukowych z Krakowa i Warszawy w tym projekcie; wielokrotnie odwiedzał Kraków i Warszawę, zapraszając polskich fizyków, inżynierów i techników na długoterminowe pobyty w DESY w celu uczestnictwa w konstrukcji i uruchamianiu akceleratora HERA. Ich udział w projekcie HERA został oceniony wysoko przez kierownictwo projektu i dyrekcję DESY. Krakowskie i warszawskie ośrodki naukowe uczestniczyły aktywnie w międzynarodowych współpracach H1 i ZEUS przy budowie wielkich detektorów dla akceleratora HERA. Od 1992 r. zbierają one i analizują dane doświadczalne dotyczące głęboko nieelastycznego rozpraszania elektronów (bądź pozytonów) na protonach. Z wielu uzyskanych dotąd wyników przedstawię tylko jeden, dotyczący tzw. miękkich partonów (ang. soft partons) w protonie. Rys. 3. Struktura protonu: trzy kwarki walencyjne, gluony i morze par kwark antykwark. tony te stają się obserwowalne już przy przekazach czteropędu Q 2 rzędu 1 GeV 2, czyli na odległościach 0,2 fm (ze względu na związek wynikający z zasady nieoznaczoności 0,2/Q). Dzięki wielkim energiom, jakie osiąga się w akceleratorze HERA (Ecms ep = 314 GeV), można już przy takich wartościach Q 2 zaobserwować partony unoszące zaledwie x = 10 5 pędu protonu! Doświadczenia przeprowadzone przy akceleratorze HERA przynoszą zaskakujący wynik: funkcja struktury protonu, F 2 (x, Q 2 ), zależna od rozkładów gęstości kwarków w protonie, wykazuje gwałtowny wzrost dla x < 0,2 poczynając od wartości Q 2 1 GeV 2 (rys. 4). Wzrost ten jest tym gwałtowniejszy, im większa jest wartość Q 2. Znaczy to, że przy wzrastających Q 2, a więc malejących odległościach, liczba kwarków unoszących mały ułamek całkowitego pędu x w protonie zwiększa się. Podobny wniosek dotyczy gluonów. Tak więc na coraz mniejszych odległościach liczba miękkich partonów w protonie jest, jak się okazuje, coraz większa! 3. Projekt TESLA W 1991 roku rozpoczęto w DESY, z inicjatywy Bjoerna Wiika, prace nad projektem TESLA, tj. planowaniem budowy liniowego akceleratora przeciwbieżnych wiązek elektronów i pozytonów z wykorzystaniem nadprzewodzących 8 POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002

Rys. 4. Zależność funkcji struktury F 2 od x przy ustalonych wartościach Q 2, wyznaczona w eksperymentach H1 i ZEUS przy akceleratorze HERA (dla rozpraszania z wymianą tzw. prądu neutralnego). Zaznaczone są również dane pochodzące z eksperymentów o nieruchomej tarczy. Linie ciągłe oznaczają przewidywania chromodynamiki kwantowej w przybliżeniu wyższego rzędu (QCD NLO), dopasowane do danych z eksperymentów H1 i ZEUS. elementów przyspieszających (niobowych wnęk rezonansowych) 1. Do realizacji tego projektu potrzebne są wiązki elektronów o szczególnych własnościach, jakich mogą dostarczyć tylko nadprzewodzące wnęki niobowe. Z czysto technicznego punktu widzenia taki akcelerator można było budować już wtedy, gdy sugerował to Wiik. Jednakże przy ówczesnych parametrach wnęk akcelerator taki byłby zbyt kosztowny. Wiik oceniał, że przy osiąganych rutynowo pod koniec lat 80. gradientach pól przyspieszających w takich wnękach (g ok. 5 MV/m) i kosztach liniowych (to jest na jednostkę długości akceleratora) ok. 200 k$/m, koszty przyspieszenia elektronów o 1 MV wynosiły ok. 40 tys. dolarów. Tymczasem na to, aby projekt był ekonomicznie akceptowalny, powinny one być zmniejszone ok. 20 razy. Tak więc cel do osiągnięcia to zmniejszenie kosztów z 40 k$/mv do 2 k$/mv. Jak to osiągnąć? Wiik zaproponował, by gradienty przyspieszające były ok. 5-krotnie większe (g ok. 25 MV/m), a koszty liniowe ok. 4-krotnie mniejsze (ok. 50 k$/m). Dla osiągnięcia tego celu Bjoern Wiik zainicjował w 1991 r. powstanie współpracy kilku instytucji naukowych z Niemiec i kilku krajów świata, stanowiących jądro przyszłej Współpracy TESLA, powołanej formalnie w 1994 r. i obejmującej obecnie 39 instytutów z 9 krajów. Od samego początku w inicjatywie tej uczestniczyły polskie instytucje naukowe: Polska Akademia Nauk z Instytutem Fizyki PAN oraz Centrum Badań Wysokociśnieniowych PAN w Warszawie, Państwowa Agencja Atomistyki z Instytutem Fizyki Jądrowej w Krakowie oraz Instytutem Problemów Jądrowych w Świerku, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie oraz Uniwersytet Warszawski. Polskim przedstawicielem w Radzie Współpracy TESLA był od początku autor tego referatu; obecnie do Rady należą również: prof. J. Niewodniczański (prezes Państwowej Agencji Atomistyki), prof. A. Eskreys (IF UJ), prof. D. Kisielewska (AGH), prof. A. Legocki (Instytut Chemii Bioorganicznej PAN, Poznań). Podstawę prawną naszej współpracy w tej dziedzinie stanowią umowy zawarte w latach 1995 i 1998 przez prof. Bjoerna Wiika, dyrektora DESY od 1993 r., z prezesami Polskiej Akademii Nauk oraz Państwowej Agencji Atomistyki. Współpraca TESLA podjęła w pierwszej kolejności prace badawczo-rozwojowe (R&D) nad technologią wnęk nadprzewodzących celem zbudowania w DESY próbnego akceleratora liniowego o długości 100 m wraz ze zintegrowanym z nim laserem na swobodnych elektronach (Free Electron Laser FEL). Stworzone w DESY urządzenie dla tych prac, nazwane TTF (TESLA Test Facility), składa się m. in. z pomieszczeń o dużej czystości, pracowni do obróbki chemicznej, pieca do wygrzewania w temperaturze 1400 C, układu do płukania wodą pod wielkim ciśnieniem i systemu kriogenicznego do prowadzenia badań nad wnękami niobowymi w temperaturze 1,8 K zasilanymi ze źródła (klistronu) w.cz. f = 1,3 GHz. 1 Więcej o tym projekcie napisałem w artykule Projekt TESLA w DESY, Postępy Fizyki 52, 259 (2001). POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002 9

Przy takiej częstości we wnęce powstaje fala stojąca o długości λ = 0,23 m, przyspieszająca elektrony. W pracowniach tych sprawdza się i ulepsza jakość produkowanych przemysłowo wnęk niobowych (o dziewięciu komórkach; długość takiej wnęki wynosi 1,035 m, rys. 5) dla uzyskania w pierwszym etapie gradientu pola g = 15 MV/m i czynnika dobroci (definiowanego jako stosunek energii gromadzonej we wnęce do strat energii w jej ściankach) Q 0 = 3 10 9, do wykorzystania w próbnym akceleratorze TTF. Następny etap prac rozwojowych przewiduje osiągnięcie wartości założonych dla docelowego akceleratora TESLA, tj. g = 25 MV/m, Q 0 = 5 10 9 przy f = 1,3 GHz. Dalsze zmniejszenie kosztów można uzyskać m.in. przez zastosowanie rozważanej obecnie tzw. superstruktury (zaproponowanej przez J. Sekutowicza), w której z jednej złączki (main power coupler) zasila się 4 wnęki o 7 komórkach położone bliżej względem siebie, zamiast jak w dotychczasowej konfiguracji bardziej od siebie oddalonych 3 wnęk o 9 komórkach. Można w ten sposób znacznie zwiększyć tzw. czynnik wypełnienia (filling factor), będący stosunkiem aktywnej długości akceleratora do jego długości całkowitej. Wszystkie szczegóły projektu TESLA zostały przedstawione w Raporcie Technicznym (Technical Design Report), opublikowanym podczas sympozjum w DESY w marcu 2001 r. Rys. 6. Wyniki pomiarów dla 11 wnęk dostarczonych do TTF. Na osi pionowej odłożony jest czynnik dobroci Q 0, na osi poziomej natężenie elektrycznego pola przyspieszającego we wnęce. Rys. 5. Montaż wnęk w pracowni TTF (w lewej części fotografia wnęki). Prace prowadzone w TTF doprowadziły do ogromnego postępu w przemysłowej produkcji niobowych wnęk rezonansowych, w tym przy użyciu nowych metod. W DESY osiąga się obecnie bez problemu gradienty znacznie przewyższające założone wartości 15 MV/m i Q 0 = 3 10 9 (rys. 6). W najlepszych wnękach uzyskuje się gradienty 30 MV/m, a po zastosowaniu wprowadzonej ostatnio metody elektrolitycznego czyszczenia (ang. electropolishing) wnęk wartości jeszcze większe (dla wnęk o jednej komórce aż 40 MV/m!, rys. 7). Rys. 7. Postęp osiągnięty w budowie wnęk nadprzewodzących. Na osi pionowej odłożone są gradienty osiągane w kolejnych latach odłożonych wzdłuż osi poziomej. Dla zbudowania prototypowego akceleratora liniowego TTF użyto wnęk o gradientach nie mniejszych niż g = 15 MV/m. Podstawowym 10 POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002

elementem budowy tego akceleratora jest moduł kriogeniczny o długości 12,2 m, składający się z 8 wnęk o 9 komórkach umieszczonych wraz z systemem rozprowadzania helu we wspólnym kriostacie. Wnęki zasilane są prądem w.cz. 1,3 GHz przez złączki. W pierwszej fazie projektu akcelerator TTF składa się z dwóch modułów kriogenicznych mających dostarczać na wyjściu elektrony o energii E b 300 MeV; w fazie drugiej zostanie on przedłużony o następne moduły dla osiągnięcia energii co najmniej 1 GeV. W uruchomionym akceleratorze TTF źródłem elektronów jest fotokatoda Cs 2 Te, umieszczona w zwykłej wnęce rezonansowej (1,5 komórki) zasilanej prądem w.cz. 1,3 GHz. Fotokatoda oświetlana jest impulsami światła w nadfiolecie emitowanymi przez układ laserowy zsynchronizowany z zasilaczem 1,3 GHz. Za nią znajduje się wnęka nadprzewodząca o 9 komórkach, przyspieszająca elektrony do energii 16 MeV. Stwierdzono, że na wyjściu z tego układu znormalizowana emitancja wiązki wynosiła ε = (4 ± 1)π mrad mm dla paczki o ładunku 1 nc i długości 0,25 mm; odstępy między paczkami wynosiły 1 µs. Energia wiązki na wyjściu z drugiego modułu była równa (233 ± 5) MeV. Odpowiednio uformowaną wiązkę wprowadzono do undulatora układu stałych magnesów o biegunach skierowanych naprzemiennie w górę i w dół. Składa się on z trzech części, o długości 4,5 m każda, co daje długość efektywną 13,5 m (całkowita długość 14,1 m). Okres przestrzenny undulatora λ u = 27,3 mm, a indukcja magnetyczna w maksimum B u = 0,46 T, co prowadzi do wartości parametru undulatora K = 1,17, gdzie K = eλ u B u /2πm e ; e jest tu ładunkiem elementarnym, a m e masą spoczynkową elektronu. Znormalizowana emitancja wiązki na wejściu do undulatora wynosiła ε = (6 ± 3)π mrad mm. Zauważmy, że mała emitancja wiązki i duży ładunek paczki są zasadnicze dla osiągnięcia akcji laserowej. 4. Działanie lasera Laser na swobodnych elektronach działa na zasadzie samowzmacniającej się emisji spontanicznej SASE (Self-Amplified Spontaneous Emission), oczekiwanej wówczas, gdy krótkie, intensywne paczki elektronów przechodzą przez długi undulator o wielkiej precyzji prowadzenia wiązki (rys. 8, u góry). Taka wiązka elektronów może wykładniczo wzmacniać pole spontanicznego promieniowania synchrotronowego emitowanego wzdłuż kierunku wiązki elektronów, jeśli długość fali fotonu λ f spełnia warunek rezonansu określony przez energię wiązki oraz okres przestrzenny λ u i parametr undulatora K: λ f = (λ u /2γ 2 )(1 + K 2 /2), gdzie γ jest czynnikiem Lorentza dla elektronu. Z dobrym przybliżeniem λ f λ u /2γ 2 ; związek ten można otrzymać zakładając, że w czasie, gdy foton przebywa drogę λ u, elektron przesuwa się o długość fali λ f (warunek rezonansu). Jak widać ze wzoru, długość fali λ f można zmieniać w sposób płynny, zmieniając energię elektronów E b (czynnik γ). Stwarza to możliwość uzyskiwania bardzo małych długości fali λ f przez zwiększanie energii wiązki elektronów. Rys. 8. U góry: przebieg wiązki elektronowej przez undulator z emisją promieniowania synchrotronowego w procesie samowzmacniającej się emisji spontanicznej SASE. U dołu: podłużna modulacja gęstości paczki elektronów przechodzących przez undulator. Uwaga: zaznaczone rozmiary dotyczą promieniowania o długości fali λ f = 0,1 nm. Na to, by proces SASE się rozwinął, undulator musi być jednak dostatecznie długi, tak POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002 11

by pole elektryczne fali elektromagnetycznej wypromieniowanej w pierwszej jego części, biegnąc wzdłuż wiązki, mogło oddziaływać dostatecznie długo na elektrony poddane równocześnie działaniu pola magnetycznego undulatora. Innymi słowy, spontaniczne promieniowanie synchrotronowe z pierwszej części undulatora prowadzi do wzmocnienia w drugiej jego części. Wzmocnienie to następuje w wyniku wspólnego oddziaływania obu pól, powodującego podłużną modulację (ang. microbunching) gęstości paczki elektronów o okresie przestrzennym równym długości fali fotonu λ f (rys. 8, u dołu). W tak zmodulowanej paczce elektrony skupione w obszarze o rozmiarach rzędu λ f zaczynają emitować promieniowanie spójne, co powoduje, że natężenie promieniowania staje się proporcjonalne do liczby elektronów w kwadracie (a nie w pierwszej potędze, jak w procesie bez wzmocnienia). W miarę przebiegu fali przez undulator moc promieniowania wzrasta wykładniczo z odległością z wzdłuż undulatora: P (z) = AP 0 exp(2z/l g ), gdzie A i P 0 to tzw. czynnik sprzężenia i moc wejściowa, a L g długość wzmocnienia. Zauważmy, że proces SASE działa na zasadzie pojedynczego przebiegu promieniowania, nie wymaga więc stosowania zwierciadeł koniecznych w zwykłych laserach; zwierciadła takie nie istnieją dla tak krótkich fal, jakie można osiągać w FEL. Rys. 9. Strona WWW z 22 lutego 2000 r. donosząca o uruchomieniu lasera na swobodnych elektronach w DESY. Rysunek przedstawia natężenie obserwowanego promieniowania w funkcji długości fali. 5. Pierwsze wyniki Akcję laserową przy użyciu wiązki elektronów z akceleratora TTF zaobserwowano po raz pierwszy 22 lutego 2000 r. (rys. 9). Najbardziej uderzającym dowodem pojawienia się procesu SASE był znaczny wzrost natężenia promieniowania wzdłuż osi, gdy wiązka elektronów nakładała się na promieniowanie wzdłuż całego jej przebiegu przez undulator. Zaobserwowane natężenie promieniowania w oknie o rozmiarach ±200 µm wokół położenia wiązki było ponad 100 razy większe niż natężenie promieniowania spontanicznego. Zgodnie z oczekiwaniem, natężenie procesu SASE okazało się zależne od ładunku paczki w sposób silnie nieliniowy (w odróżnieniu od emisji spontanicznej, rys. 10). Długość fali promieniowania biegnącego wzdłuż osi wyznaczono jako λ f = 108,5 nm, co jest zgodne z podanymi wyżej wartościami energii E b i parametru K. Ważną cechą promienio- Rys. 10. Skokowy wzrost natężenia promieniowania (oś pionowa) związany z pojawieniem się procesu samowzmacniającej się emisji spontanicznej (SASE) przy zmianie ładunku elektrycznego paczki elektronów (oś pozioma) od 0,2 nc do 0,8 nc. wania pochodzącego z procesu SASE jest koncentracja energii promieniowania w stożku o znacznie mniejszym kącie rozwarcia niż dla procesu sponta- 12 POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002

nicznego (1/γ). Wyniki pomiarów potwierdzają to oczekiwanie. Stwierdzono też, że praktycznie cała długość undulatora przyczynia się do wzmocnienia. Wzmocnienie lasera na swobodnych elektronach można zdefiniować jako stosunek mocy na wyjściu P w do mocy na wejściu P 0, czyli G = AP w /P 0. Dla FEL, w którym proces SASE zaczyna się od szumu (shot noise), oszacowano wartość P 0 jako równą mocy promieniowania zewnętrznego (seeding radiation) lasera, prowadzącego do takiej samej mocy na wyjściu P w jak dla FEL. Przyjmując A 0,1 oszacowano, że wzmocnienie było równe G 3000, tzn. że promieniowanie zostało wzmocnione 300-krotnie w stosunku do spontanicznej emisji z undulatora. Była to pierwsza na świecie obserwacja promieniowania o tak krótkiej fali (w nadfiolecie) wytworzonego przez FEL. Dotychczasowe lasery działające na zasadzie SASE osiągały długości fal nie mniejsze niż 200 nm. W ten sposób otwarto drogę do laserów na swobodnych elektronach dostarczających promieniowania w zakresie długości fal aż do twardego promieniowania rentgenowskiego (0,1 nm). Na zebraniu Współpracy TESLA w lipcu 2000 roku dyrektor DESY, prof. Albrecht Wagner, poinformował, że od czasu pierwszej obserwacji w lutym 2000 r. akcję laserową w TTF zaobserwowano w zakresie długości fal 80 180 nm. W następnej fazie projektu TTF, Współpraca TESLA ma zamiar przedłużyć akcelerator próbny TTF do długości 300 m, tak by dostarczał on wiązki elektronów o energii 1 GeV oraz skonstruować źródła promieniowania typu FEL aż do długości fali 6 nm (miękkie promieniowanie rentgenowskie). Planuje się oddanie tego urządzenia pracownikom naukowym do prac badawczych w 2003 r. I jeszcze wiadomość z ostatniej chwili: tuż przed Zjazdem, 17 września, członkowie Współpracy TESLA otrzymali wiadomość rozesłaną przez szefa projektu, Joerga Rossbacha, w której czytamy: Z satysfakcją informuję, że laser na swobodnych elektronach (FEL) działający przy akceleratorze TTF osiągnął nasycenie przy długości fali 98 nm. Zaobserwowane nasycenie i moc w maksimum są zgodne z oczekiwaniami. Z wiadomości przekazanej prasie przez dyrekcję DESY 19 września wynika, że 10 września br. uzyskano nasycenie, tj. maksymalne wzmocnienie promieniowania (rys. 11), rzędu 10 7 razy, co jest zgodne z oczekiwaniem teoretycznym. Dyrektor badań naukowych w DESY, prof. Jochen Schneider, skomentował to następująco: W porównaniu z najsilniejszymi źródłami promieniowania sychrotronowego, nasz laser na swobodnych elektronach jest milion razy lepszy. Rys. 11. Moc promieniowania laserowego E (na osi pionowej, w skali logarytmicznej) w funkcji położenia z wzdłuż undulatora (na osi poziomej). Zgodnie z oczekiwaniem, moc promieniowania wzrasta wykładniczo aż do osiągnięcia nasycenia przy ok. 12 metrach. Całkowita długość undulatora wynosi 14,1 m. Rys. 12. Strona z oryginalnych notatek Bjoerna Wiika (użytych podczas wykładu w Warszawie na początku lat 90.), przedstawiająca przewidywania dotyczące projektowanego lasera na swobodnych elektronach emitującego promieniowanie o długości fali λ f = 0,1 nm. POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002 13

Można się spodziewać, że lasery na swobodnych elektronach, emitujące bardzo intensywne, krótkie impulsy spójnego promieniowania, znajdą zastosowanie w fizyce, biologii, chemii, farmakologii, badaniach materiałowych i innych dziedzinach nauk przyrodniczych, otwierając przed uczonymi zupełnie nowe możliwości badawcze. Wykład swój zakończę notatkami przedstawionymi przez Bjoerna Wiika na wykładzie wygłoszonym na początku lat 90. w Warszawie (rys. 12). Przedstawiają one przewidywania dotyczące projektowanego przez Wiika lasera na swobodnych elektronach o długości fali 0,1 nm. Promieniowanie takiego lasera miałoby wielkie natężenie (rzędu 10 24 fotonów/s mrad 0,1%), bardzo krótkie impulsy (rzędu 100 fs), zmienianą w sposób ciągły długość fali λ f oraz spójność przestrzenną i czasową. Mam nadzieję, że międzynarodowe środowisko fizyków zrealizuje ten fascynujący projekt! 14 POSTĘPY FIZYKI TOM DODATKOWY 53D ROK 2002