Suurte uurimiskeskuste rajamine on mitmeid aastaid kestev ettevõtmine, mis nõuab ka üsnagi erilisi tehnilisi rakendusi. Nende kavandamiseks meelitavad uurijad insenere välja nende tavalisest mugavustsoonist.
Alusuuringute abil otsitakse üha täpsemaid ja täpsemaid vastuseid suurtele küsimustele. Näiteks, mida kujutavad endast mateeria pisimad algosakesed, kuidas funktsioneerib inimkeha või milline on Universumi koostis ja struktuur. Kõigi teadmiste baasi moodustab aga alusteadus. See sunnib loobuma lühinägelikest poliitilistest seisukohtadest. Ilma alusteaduslike uurimusteta ei oleks meil neidki tooteid, millega mõõdetakse kaubanduslikku edu. Argielus peaksime igapäevaselt tänulikud olema meie teadlastele, näiteks kasvõi paremate digikaamerate ja muude elektrooniliste vidinate, aga ka uute komposiitmaterjalide või pinnakatete eest.
Lisaks uurimisseadmetele on keskustes vajalik ka personal, kusjuures terveteks aastakümneteks – alates koristajatest ning paljudest abitöötajatest kuni kvalifitseeritud uurijateni välja. Teadus annab inimestele tööd nii otseselt kui ka kaudselt.
Koostöö tänu tuumaenergiale
Teise maailmasõja lõppedes sai teadus enda käsutusse uue energialiigi – tuumaenergia. Probleemiks oli aga see, et kõik tuumaenergiaga seonduv oli hästi kallis ning samas ka poliitiliselt kahtlustäratav. Siis tekkiski Kesk-Euroopas idee: luua ühine uurimislabor, kus uued einsteinid võiksid rahulikult uurida ka aatomeid.
Tulemusena sündis Euroopa tuumauurimiskeskus CERN, mis oli ühtlasi ka esimene suur rahvusvaheline uurimiskeskus. Sellest sai suurepärane näide mastaapsest ettevõtmisest, kus teadus, majandus ja poliitika liituvad üheks kompleksiks, mille tulemuseks on mingi kompromiss, kus teadus pole ainuke oluline tegija.
CERNi asukohaks valiti neutraalne Šveits ja 1952. aastal alustati mitte väga kaugel Genfist selle rajamist. Osapoolte koostöö osutus igati viljakaks ning CERN sai peagi järgijaid. Eeskätt Euroopas, kus on palju väikseid ühistööst huvitatud riike. Nii sündis paljudel teadusaladel mitmeid uusi uurimiskeskusi. Tuntuimad nendest on Euroopa Lõunaobservatoorium, mis andis Euroopa astronoomide käsutusse hiiglaslike telekoopide kompleksi lõunataeva all Tšiilis, ning Euroopa Kosmoseagentuur. Viimane sündis kahe uurimiskeskuse liitmise tulemusena: nendeks olid Euroopa kanderakettide arenduskeskus ELDO ja Euroopa kosmoseuuringute keskus ESRO. Sellise arengumudeli näiteks on ka termotuumauuringute keskus ITER ja ümber maakera tiirlev rahvusvaheline kosmosesejaam ISS, milles on osalejaid kogu maailmast.
Maksumuse poolest on need kaks lausa eraldi klassist, sest ITERi hinnalipikult vaatab vastu ligi 20 miljardit eurot, aga rahvusvahelise kosmosejaama ISSi omal ligikaudu 100 miljardit. Suurem osa rahast on mõlemal juhul kulunud eeskätt palkadeks, sest sajad tuhanded inimesed on pika aja jooksul saanud neist ettevõtmistest leiba lauale kas otse või kaudselt.
Valgus rõngast
Rahvusvaheline koostöö on muutunud tavaliseks ka keskmise suurusega uurimiskeskustes. Tüüpiliseks uuringuobjekti näiteks on sünkrotronkiirgus, mida uuritakse elementaarosakeste kiirendites, kus osakestele antakse lisaenergiat ja suuremat kiirust, et tekitada elementaarosakeste tugevat kokkupõrget sihtmärgiga. Sellega kaasneb ka võimas elektromagnetkiirguse voog. Tähtsaimad sünkrotronkiirguse kasutusalad on materjaliteadus ja bioloogia. Selliseid uurimisseadmeid on viimastel aastatel Euroopas valmistatud mitmeid. Lisaks valguskiirgusele võidakse nii tekitada veelgi suurema energiaga röntgenkiirguse impulsse. Sellisel juhul kasutatakse tavaliselt elementaarosakeste kiirendit juba vahetult.
Neutronkiirte abil saab erinevaid objekte valgustada märksa hellemalt kui röntgenkiirtega: röntgenkiirgus võib läbivalgustatavat objekti kahjustada, kuid neutronkiired läbivad seda kahjustusi tekitamata. Ka neutronkiirguse saamiseks kasutatakse elementaarosakeste kiirendeid, milles pommitatakse arvukalt neutrone tekitavaid sihtmärke. See meetod kannab nime spallatsioon (tuumalõhustamine), mis tähendab paigal oleva objekti neutronaktiveerimist. Selleks kasutatakse prootonite kiirendamist, millised suunatakse seejärel uraan-238 sisaldavale sihtmärgile, mille aatomituuma tabamise korral suudab üks prooton sellest välja lüüa kuni 25–30 neutronit.
Virtuaalsed uurimisseadmed
Big data tähendab suuri andmehulki, mida võib omavahel ühendada nii traditsiooniliste meetoditega kui ka tehisintellekti abil. Andmemassiivid on sageli süstematiseerimata ja nende kogumine, säilitamine, otsimine ja analüüsimine nõuavad suuri andmekäitlussüsteeme. Tänapäeval on sündimas suurte teadusmassiivide hanke kolmas laine, kus ühe suuremahulise seadme asemel luuakse andmevõrke ja suuri andmepanku. Teadusandmete tootmine kohapeal ja nende jagamine muutub üha hõlpsamaks. Selle heaks näiteks on üleeuroopaline bioinformaatika uurimisinfrastruktuur ELIXIR, mis kogub, töötleb, säilitab ja ühendab bioloogilisi ja meditsiiniteaduslikke andmeid. Nendeks võivad olla näiteks valgud või geenikaardid. Sarnaseid rahvusvahelisi andmevõrke on loodud ka meteoroloogia ja osakestefüüsika ja mõnevõrra üllatavalt isegi ühiskonnateaduste alal.
Loe pikemalt veebruari Tehnikamaailmast.
