Ricerca pura

Il centro laser più potente al mondo, »Extreme Light Infrastructure« (ELI), si sta attualmente sviluppando con fondi dell'UE vicino alla capitale ceca Praga. Dovrebbe essere disponibile tra pochi anni per i ricercatori di tutto il mondo per la ricerca di base.

Ciò che CERN rappresenta per i fisici delle particelle, dovrebbe diventare ELI per la ricerca laser. Già la costruzione dell'impianto, che costerà diverse centinaia di milioni di euro, presenta sfide finora sconosciute agli esperti. Il problema: l'apparato, grande quanto un campo da calcio, reagisce molto sensibilmente alle contaminazioni. I raggi laser ad alta energia, che viaggiano attraverso un ultravacuum, bruciano particelle e gas sulle pareti o li saldano insieme, trasformandoli in sostanze che si depositano come uno strato. Gli specchi di deviazione diventerebbero ciechi e l'intero impianto inutilizzabile. La pulizia è quindi un imperativo assoluto. A complicare le cose, decine di diversi fornitori consegnano le singole componenti, tutte tenute a rispettare scrupolosamente le norme di purezza stabilite. «È un impegno enorme», dice Markus Keller, esperto dell'Istituto Fraunhofer per la tecnologia della produzione e l'automazione IPA.

Molte aziende si sono ormai rivolte all'IPA. Infatti, l'istituto dispone non solo della più grande camera bianca di ricerca al mondo di classe ISO 1, ma i suoi scienziati possiedono anche il know-how necessario in tutte le questioni di purezza. E in questo progetto, guidato da Keller, sono richieste tutte le sfaccettature, dalla pulizia alla convalida, dalla confezione pulita alla formazione. Si tratta sia di contaminazioni organiche che di particelle. E si tratta di evitare l'uso di materiali che emettono gas. La procedura è quindi molto versatile.

Alcune parti, come una valvola a vuoto del peso di mezza tonnellata, vengono pulite a Stoccarda, imballate con cura e spedite. Per altre componenti, il trasporto sarebbe troppo complesso. Solo più di 100 tubi in acciaio inossidabile sono necessari, ciascuno lungo 6 metri e spesso 40 centimetri. Attraverso di essi i raggi laser passeranno successivamente attraverso l'ultravacuum.

Questi tubi possono essere collegati solo sul posto, per cui è necessario un ambiente di pulizia provvisorio. Ciò significa: rivestimento delle pareti, pavimentazione, protezione anticorrosione — niente può emettere gas. L'IPA seleziona i materiali da costruzione ottimali. Ma soprattutto, all'interno dei tubi non deve esserci sporco. Per controllare la pulizia, l'IPA fornisce l'attrezzatura necessaria e analizza i campioni restituiti per particelle, sporco organico e gas. Non da ultimo, Keller e i suoi colleghi formano i dipendenti delle aziende coinvolte, affinché possano rispettare le norme. Perché il superlaser non tollera errori. Una volta che l'apparato è installato, non sono più possibili lavori di pulizia. I tubi attraverso cui passa il raggio rimangono ermeticamente sigillati.