Synchrotron je rozsáhlé zařízení, sloužící jako silný světelný zdroj. Jak funguje? Synchrotron patří mezi částicové urychlovače. V dlouhé trubce, která tvoří kruh o průměru několika desítek až stovek metrů se prohánějí elektrony, které ke kruhovému pohybu nutí vnější pole obřích elektromagnetů. Zatáčející elektrony ovšem vždy vyzařují fotony a tedy svítí ve směru svého pohybu. Vhodnou konstrukcí magnetů lze dosáhnout širokého spektra energií fotonů ve vyzařovaném paprsku, stejně tak i velmi monochromatického záření. Podobně jako u laseru je veškerá energie soustředěna do velmi úzkého svazku.
Jak takové zařízení vypadá? Základní nehybná součást je ona trubka s elektrony, které se říká zásobní prstenec (storage ring, Speicherring). Podle rozměrů pak tento prstenec stojí buď uvnitř nějaké haly (viz ANKA Karlsruhe), nebo je kolem něj postavena kruhová budova, pokud je poloměr velký (viz ERSF Grenoble). Uvnitř prstence je pak malý okruh sloužící k injekci nových elektronů, když se původní svazek vyčerpá, což může být třeba dvakrát denně.
Po vnějším obvodu zásobního prstence jsou paprskovitě rozmístěné jednotlivé laboratoře, kterým se říká beamlines. Do každé laboratoře je přiveden specifický typ paprsku, podle toho, jaké konstrukce je právě ten který ohýbací magnet, a tím je dán i účel celé beamliny, použité metody, přístroje a výzkumné projekty.
K čemu synchrotron slouží? Základním prostředkem výzkumu materiálů je spektroskopie. Myšlenka je v jádru prostá. Posvítíme si na nějaký vzorek látky světlem určité energie (barvy) a pozorujeme, co nám vzorek propouští nebo odráží zpátky. Podle použitého oboru energií pak dostáváme informace o různých vlastnostech látky. V oblasti nízkých energií fotonů, tedy v infračerveném světle, můžeme nahlédnout chemické složení látky a ve vzdálené infračervené oblasti pak pozorujeme chování elektronů jako kolektivu, což je nesmírně důležité pro pochopení složitých jevů, jako je supravodivost. Naopak s rostoucí energií, za ultrafialovou barvou dál, začnou dominovat při pozorování strukturální vlastnosti látek. Využíváme rentgenové záření k pozorování velmi malých objektů a atomové struktury při difrakci fotonů na krystalové mřížce.
Hlavní důvod, proč synchrotron používat je jeho světelný výkon. Sice platí, že stejné výzkumy můžete provádět i se standardními laboratorními zdroji, ovšem synchrotronové světlo je mnohanásobně jasnější, takže se ohromně zkracuje doba jednotlivého měření. Dokonce je to tak, že je často potřeba světlo utlumit před dopadem na vzorek, jinak se vám vypaří. Synchrotron svítí nonstop, a vy si požádáte dopředu o čas v beamline podle potřeb svého projektu.
Proč bychom si měli stavět synchrotron v Brně? Především o umístění mimo Prahu rozhodují podmínky přidělování dotací. Jde o dotace na rozvoj, takže možné o ně žádat pouze pro nerozvinuté regiony, jako je právě Brno. Na druhou stranu již v Brně existuje jisté zázemí silné Masarykovy university, Vysokého učení technického a pracovišť Akademie věd. Na těchto institucích se také pohybuje komunita potenciálních pracovníků a kořenových uživatelů synchrotronu. Brněnský synchrotron by byl navíc nejvýchodněji položený v Evropě a byl by tak snadno dostupný pro experimentátory například z Rakouska, Slovenska a Maďarska a také lze očekávat zájem vědců z nových zemí EU.
Stavba synchrotronu je na české poměry velmi ambiciózní projekt, ovšem rozhodně smysluplný. Existují argumenty, proč je výstavba synchrotronu jako velkého a poměrně unikátního zařízení perspektivnější pro rozvoj vědy a výzkumu v ČR než jiné, paralelní záměry a také proč tento projekt lépe zapadá do evropské koncepce konvergenčního plánu.
Já na svém blogu však uvedu jiné. Synchrotron je krásný kus technologie. Je to magický kruh, který bude přitahovat talentované lidi ze širokého okolí do výzkumu. Představuje nezanedbatelnou symbolickou hodnotu. Je to konečně projekt, kterému lze dát plnou podporu.