У Південній Кореї випробували найпотужніший у світі лазер: тепер наукові відкриття поллються рікою

лазер, лазерний промінь, вчені
Фото: Chang Hee Nam/CoReLS

Учені зможуть підтвердити або спростувати безліч теорій з галузі астрофізики, а також зробити прорив у сфері онкології.

Учені з Південної Кореї зробили справжній прорив у галузі фізики. Їм вдалося зробити те, що не вдавалося зробити дослідникам з інших країн протягом десятиліть, а саме — створити лазер, що володіє надвисокою інтенсивністю. Інтенсивність імпульсу понад 1023 Вт на квадратний сантиметр — таких результатів вдалося досягти завдяки високотехнологічній оптичній системі, яка точно фокусує промінь на крихітному місці і відкриває абсолютно нові можливості для досліджень і відкриттів — від астрофізики і до лікування раку.

Результатами своїх дослідів учені поділилися в журналі Optica.

Понад десять років титаново-сапфіровий лазер HERCULES, спроектований в Університеті штату Мічиган, був рекордсменом, демонструючи найвищі показники. Він здатний генерувати промені з інтенсивністю 1023 Вт на квадратний сантиметр, і протягом майже двох десятиліть учені працювали над тим, щоб перевершити ці показники і досягти мети — лазерного променя інтенсивністю 1023 Вт на квадратний сантиметр.

Групі дослідників з Центру релятивістської лазерної науки Південної Кореї (CoReLS) це вдалося. Вони застосували фемтосекундний лазер надвисокої потужності в 4 петаватта, оснащений дуже складною оптичною системою для посилення і фокусування променя.

лазер, лазерна установка
Лазерна установка CoReLS

Система складається з ряду деформувальних дзеркал для виправлення викривлень і створення лазера із суворо контрольованим хвильовим фронтом, а також великого параболічного дзеркала для фокусування лазерного променя 28 см (11 дюймів) на ціль, розмір якої становить усього лише 1,1 мікрометра завширшки та є в 50 разів меншим за діаметр людського волосся. Також учені використовували камеру і датчик хвильового фронту, щоб відобразити і виміряти відбитий лазерний промінь, який, за їхніми словами, можна порівняти за інтенсивності з фокусуванням усього сонячного світла, що досягає Землі, у точку розміром усього 10 мікрон.

"Цей високоінтенсивний лазер дозволить дослідити такі астрофізичні явища, як електрон-фотонне і фотон-фотонне розсіювання в лабораторних умовах, а також експериментально перевірити деякі теорії, запропоновані ще 100 років тому", — прокоментував Чанг Хі Нам, директор CoReLS і професор Інституту науки і технологій Кванджу.

Деякі з цих ідей стосуються квантової електродинаміки сильного поля, інші ж стосуються онкології. Наприклад, променева терапія раку сьогодні проводиться завдяки технології, що вимагає застосування радіаційних екранів, але використання лазерів допоможе знизити шкоду для пацієнтів, а також собівартість самих апаратів.

"Цей високоінтенсивний лазер дозволить нам зайнятися новою і складною наукою, особливо квантовою електродинамікою сильного поля, якою в основному займалися теоретики", — говорить Нам. "Крім допомоги в кращому розумінні астрофізичних явищ, він також може надати інформацію, необхідну для розробки нових джерел радіаційного лікування, у якій для лікування раку використовуються протони високої енергії".

Раніше ми повідомляли про те, що інженери створили сільгоспбота, що знищує бур'яни лазерами.