Institut za fiziku na Bijeničkoj cesti, zgrada stisnuta između Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu i Instituta Ruđer Bošković prošla je nevjerojatno dugu i napornu, ali i kvalitetnu obnovu da bi danas s ponosom mogla pokazati svoj napokon dovršeni Centar za napredne laserske tehnike CALT. Riječ je o strateškom projektu od državne važnosti koji će, kažu, značajno unaprijediti znanstveno-istraživačku infrastrukturu u području laserskih tehnika i pogurati znanstvena istraživanja u području kvantnih i plazmenih tehnologija, nano- i biosustava te ultrabrze dinamike. Uz to, sva istraživačka oprema CALT-a bit će na raspolaganju vanjskim korisnicima što bi pak trebalo potaknuti brojna interdisciplinarna znanstvena istraživanja i unaprijediti suradnju s industrijom.

Bezbroj radnih sati

"Kad smo 2011. počeli razmišljati o Centru, pojma nismo imali u što smo se upustili", prisjeća se danas samih početaka doc. dr. sc. Damir Aumiler, voditelj projekta CALT i pročelnik Centra za napredne laserske tehnike koji je sve ove godine utrošio bezbroj radnih sati nadzirući studije izvodljivosti, javnu nabavu znanstvene i neznanstvene opreme i njihovu instalaciju.

Beskrajna papirologija nije bila jedini problem; gradnju Centra usporavali su i potres nakon kojeg su se neki dijelovi zgrade u obnovi morali rušiti i dizati iz temelja, i pandemija zbog kojeg je kasnila doprema skupe i osjetljive opreme za laboratorije. Usred faze u kojoj je zgrada napokon bila dobila dozvolu za useljenje, o stanju na Institutu pisao je i Bug.

Svi odjeli u funkciji

Srećom, Aumiler je izdržao je sve pritiske, za što velike zasluge pripisuje dr. sc. Ticijani Ban, voditeljici jedinice za kvantne tehnologije; ona pak kaže da zasluge trebaju ravnopravno podijeliti i dr. sc. Nikša Krstulović, dr. sc. Marko Kralj, dr. sc. Nataša Vujičić i dr. sc. Silvije Vdović te svi istraživači brojnih timova Instituta: onih za laserski frekventni češalj, hladne i ultrahladne atome, lasersku plazmu, grafen i 2D materijale, lasersko mikrostrukturiranje, femtokemiju, biofiziku, fiziku plazme i mekih tvari, spektroskopiju, mikroskopiju, tr-ARPES..., kao i svi oni koji su se hrvali s dokumentacijom kako bi svaki laser, svaki kabel i svaki vijak bili točno zavedeni i imali sve potrebne račune.

Zahvaljujući njima dva tjedna prije kraja godine svi su odjeli Centra u funkciji i više-manje opremljeni. Čekaju se samo još neki strojevi, ali oni ionako kasne već godinu dana pa će valjda napokon stići za nekoliko dana. 

Infrastrukturni projekti

Institut postoji već više od sedam desetljeća, prvo u sklopu Sveučilišta, a od devedesetih kao samostalna organizacija i u njemu danas rade 32 znanstvenika te 25 doktoranda i postdoktoranda, ukupno 90 zaposlenih.

U posljednjih pet godina dobili su nekoliko velikih infrastrukturnih projekata kao što su pet milijuna eura vrijedan projekt Kriogenog centra KaCIF, 1,3 milijuna eura vrijedan CEMS Centra za napredne materijale i senzore te kao kruna svega već spomenuti CALT u čiju je izradu utrošeno 16 milijuna eura. Dakako, tu je i 800.000 eura za sanaciju posljedica potresa te niz drugih znanstvenih i primijenjenih projekata za koje su novac dali Hrvatske zaklade za znanost, europski fondovi i NATO.

Prvi projekti

Građevinski radovi započeli su 2020. Iste godine naručena je i prva znanstvena oprema. Prvi znakovi da bi posao mogao jednog dana biti i zgotovljen pojavili su se u prosincu 2021. kad je u Laboratoriju za laserske plazme instaliran i testiran nanosekundni dye laser. Početkom sljedeće godine CALT-u je odobren i prvi znanstveni projekt temeljen na CALT infrastrukturi, Quantera 2021, koji vodi dr. sc. Neven Šantić. Cilj mu je izrada kamere za očitanja i kontrolu kubita u atomskim sustavima.

Početkom prošle godine instaliran je i neaSNOM mikroskop, napredni uređaj za optičku mikroskopiju ultra-visoke razlučivosti i nanospektroskopiju, da bi u svibnju bio instaliran i Titan:safir femtosekundni laserski sustav koji će se koristiti u istraživanjima ultrabrze vremenske dinamike te u optičkoj mikroskopiji.

Četiri domene

Napokon potpuno funkcionalan, CALT je spreman stvarati nova i dijeliti stečena znanja u kvantnim i plazmenim tehnologijama, nano i bio sustavima te ultrabrzoj dinamici. Na odjelu za kvantne tehnologije razvija se tako prvi kvantni sat jugoistočne Europe temeljen na hladnim atomima stroncija. Tu je uspostavljen i Nacionalni laboratorij za vrijeme i frekvenciju u kojem se razvija tzv. kvantni ili optički atomski sat kojim će se osigurati službeno hrvatsko vrijeme.

Stroncijevi atomski satovi kakvim će se pozabaviti u ovdašnjem Laboratoriju za kvantne simulatore i senzore ne griješe ni sekundu u 15 milijardi godina i danas se mogu naći u samo nekoliko istraživačkih centara Europe. Ovaj zagrebački trebao bi se povezati u mrežu optičkih vlakana jugoistočne Europe za mjerenje frekvencije, a CALT bi trebao postati referentni centar iz kojeg se stroncijska optička frekvencijska norma prenosi na ostale relevantne institucije u regiji.

Najsuvremeniji spektrometar u Laboratoriju za molekularnu spektroskopiju upotrijebit će se pak za molekularnu spektroskopiju u raznim područjima znanosti i primjene.

Plazmene tehnologije

U sklopu odjela za plazmene tehnologije djeluju tri laboratorija, za laserske plazme, za ekstremne izvore svjetlosti i onaj za lasersko mikrostrukturiranje.  

Jedinica za nano i bio sustave ima Laboratorij za optičku karakterizaciju materijala i Laboratorij za nano-karakterizaciju i oslikavanje, dok jedinica Ultrabrze dinamike uključuje Laboratorij za femtokemiju koji proučava ultrabrze dinamike foto-induciranih kemijskih procesa poput foto-disocijacije, foto-ionizacije i prijenosa energije te istražujemo fotofizičke i fotokemijske reakcije molekula koje se mogu upotrijebiti za sintezu složenih molekula s biološkom aktivnošću, kao što su antivirusna i antitumorska sredstva. Pozabavit će se i fotofizikom novih materijala za iduće generacije solarnih ćelija, poput molekula za "žetvu svjetla", a planiraju istražiti i optičkih karakteristika biosenzora.

Vruće teme

Egzotična elektronska stanja poput supravodljivosti, nanomagnetizma, multiferoika, valova gustoće i različita uređenja naboja trenutno su vruća tema u znanosti o materijalima i fizici čvrstog stanja i njima se bavi Laboratorij za femtofiziku materijala, u kojem namjeravaju koristiti i terahertz (THz) zračenje za karakteriziracju iduće generacije materijala i prototipske uređaje za prijenos podataka te razvoj novih senzora.

Susjedni Laboratorij za femtofiziku površina posvećen je pak 2D materijalima poput grafena i monoslojevima s tranzicijskim metalnim dihalkogenidima (TMD) od kojih se proizvode novi elektronski, fotonski i "valleytronski" uređaji: GHz tranzistori i fototranzistori brzog odgovora.

Korisnički centar

Na kraju, u sklopz CALT-a zamišljen je i CALTnet, korisnički centar u kojem će sva infrastruktura i sve znanje biti otvoreni hrvatskoj znanstvenoj i industrijskoj zajednici. 

Mnogi su već uključeni u projekt, poput institucija kao što su razne nacionalne institucije, od HAZU, preko Instituta Ruđer Bošković do Hrvatskog mjeriteljskog instituta i Centra za forenzična ispitivanja i vještačenja, preko niza hrvatskih i europskih sveučilišta i fakulteta te brojnih tvrtki: INA, Končar, Ericsson Nikola Tesla... Dvanaest godina trebalo je proći od prve ideje do otvaranja opremljenog Centra koji bi, ovakav kakav je danas, kaže Aumiler, trebao poslužiti sljedećih barem petnaest godina.