Wsparcie badań nad neutronami i mionami w Europie
Projekt NMI3-II (Neutron scattering and muon spectroscopy integrated initiative) umożliwił rozszerzenie przełomowych prac prowadzonych w ramach wcześniejszej inicjatywy NMI3. W ramach projektu NMI3 18 partnerów, w tym wszystkie laboratoria zajmujące się dostarczaniem neutronów i mionów w Europie, podjęło współpracę w celu umożliwienia bardziej skoordynowanego i efektywnego dostępu do ich placówek badawczych. Neutrony mogą być wykorzystywane do obrazowania wnętrza dowolnego materiału (np. rośliny, silnika czy rzeźby) bez jego uszkadzania. Projekt NMI3-II powstał w celu umożliwienia społeczności naukowej dostępu do najlepszych obiektów do roku 2016 r. Aby usprawnić wdrażanie międzynarodowego programu dostępu, instytuty partnerskie zoptymalizowały stosowane procedury składania i rozpatrywania wniosków. Ostatecznym celem było stworzenie wspólnego dla wszystkich obiektów europejskich punktu składania wniosków o prowadzenie doświadczeń. Blisko 2000 naukowców otrzymało wsparcie w ramach projektu NMI3, dzięki czemu korzystali z laboratoriów przez łącznie ponad 5000 dni. Owocem tych prac jest jak dotąd przeszło 210 publikacji, które ukazały się na łamach czasopism naukowych. Prowadzone badania dotyczyły takich dziedzin, jak chemia, inżynieria, nauki przyrodnicze, materiały, TIK, Ziemia i środowisko, nauki humanistyczne, energia i fizyka. Wspólne działania pozwoliły na dokonanie postępów na wielu polach. W ramach wspólnego działania dotyczącego narzędzi z zakresu materiałów miękkich i biomateriałów opracowano nowe modelowe membrany, które są znacznie prostsze niż membrany biologiczne i dzięki temu umożliwiają łatwiejsze badanie procesów biologicznych. Powstały też środowiska próbek materiałów miękkich, odporne na dynamiczne bodźce zewnętrzne i pozwalające na badanie nowych procesów, a dodatkowo zbudowano nowe urządzenia do badań in situ. Naukowcy mogą teraz analizować materiały przy większej wilgotności, temperaturze, polu elektrycznym i ciśnieniu, przyczyniając się do rozwiązania istotnych problemów z zakresu energii, środowiska i zdrowia. Wspólne działanie dotyczące zaawansowanych metod i technik pozwoliło na zbadanie nowych instrumentów i środowisk testowych, dzięki którym możliwe jest wykorzystywanie silnych wiązek neutronów w planowanym laboratorium European Spallation Source (ESS) — najbardziej przyszłościowej placówce badawczej budowanej obecnie w Europie. Działanie to umożliwiło stworzenie warunków odpowiednich do analizy bardzo małych próbek w bardziej ekstremalnych środowiskach oraz polaryzację wszystkich neutronów w wiązce, którą można wykorzystać na przykład do badania materiałów magnetycznych. Przez długi czas w wielu detektorach w laboratoriach rozpraszania neutronów używano helu-3. Aktualne problemy z podażą 3He oznaczają konieczność stworzenia nowych technologii dla tanich, dużych detektorów. Aby pokonać ten problem, w ramach wspólnego działania dotyczącego detektorów pracowano nad dwoma obiecującymi rozwiązaniami alternatywnymi: detektorami scyntylacyjnymi wykorzystującymi 6Li oraz detektorami gazu wykorzystującymi 10B. Postępy te umożliwiają prowadzenie nowego rodzaju badań naukowych. W ramach wspólnego działania dotyczącego obrazowania neutronowego badano wnętrze obiektów bez ich uszkadzania. W tym celu opracowano nowe metody obrazowania struktur w złożonych materiałach (np. silniku samochodowym). Dzięki temu możliwe jest prowadzenie eksperymentów cechujących się lepszym kontrastem i rozdzielczością oraz rekonstruowanie trójwymiarowych konfiguracji dużych zespołów nanostruktur. Technika ta jest stosowana przez specjalistów z dziedziny muzealnictwa, badań materiałowych oraz badań przemysłowych. W ramach wspólnego działania dotyczącego mionów opracowano nowe algorytmy, łączące analizę oraz symulację i udostępniające użytkownikom skuteczne metody analizy danych. Przeprowadzono studia koncepcyjne dotyczące przyszłych źródeł mionów, skupiające się na udoskonalonych celach, zaawansowanych mikrowiązkach i źródłach o dużej intensywności. W projekcie NMI3-II zrealizowano szeroko zakrojony program edukacyjny NaMES obejmujący różne dziedziny nauki, którego celem jest zachęcanie naukowców rozpoczynających karierę do zajęcia się badaniami neutronów i mionów (szkolenie objęło około 1500 studentów przez 4 lata realizacji projektu). W ramach projektu NMI3 powstał portal nauczania elektronicznego e-neutrons.org skierowany do osób, które nie mogły uczestniczyć w zajęciach na uczelniach lub chciały poznawać zjawiska rozpraszania neuronów w domu lub w biurze. Materiał wideo na temat projektu można obejrzeć tutaj.
Słowa kluczowe
Mion, NMI3-II, rozpraszanie neutronów, membrany, naturalne lipidy, obrazowanie, e-learning, chemia, fizyka, inżynieria, materiały, TIK, środowisko, dziedzictwo kulturowe, R&I, energia
