Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Laserele Luminii Extreme

26 Mai 2015



Drum deschis spre cercetări fundamentale interdisciplinare și cercetări aplicative cu mare impact social și economic.
S-au putut atinge intensități ale fasciculelor laser care ne permit să pătrundem în domeniul numit „lumina extremă”prin generarea și amplificarea pulsurilor laser ultrascurte.




Pulsurile de radiație emise de aceste lasere au o durată extrem de scurtă, care nu poate fi comparată cu durata nici unui alt fenomen fizic care se produce sub ochii noștri. Energia laser este eliberată în pulsuri de câteva femtosecunde, o femtosecundă reprezintă a milioana parte din a miliarda parte a unei secunde! În aceste condiţii, se pot obține puteri foarte mari cu o energie pe puls laser relativ mică. Dimensiunile unui sistem laser depind în primul rând de energia degajată pe fiecare puls laser. De aceea, aceste lasere de foarte mare putere pot fi instalate în camere de laborator obișnuite. Un laser cu putere de 1 TW (1 TW înseamnă o mie de miliarde de Watt) poate fi așezat pe o masă optică într-o cameră curată cu o suprafață de numai 30-40 m2. De aici a și venit denumirea de lasere “table-top” folosită inițial pentru a defini aceste sisteme laser.

Cu energii ale pulsurilor laser amplificate de câteva zeci de Joule, se pot atinge puteri enorme pe puls laser care se situează în domeniul PW (1 PW înseamnă un milion de miliarde de Watt). În acest caz, pentru intervalul de timp corespunzator duratei unui puls laser de femtosecunde, puterea instantanee ajunge la o valoare de vârf de aproximativ 100.000 ori mai mare decat puterea electrică instalată a unei țări ca Romania.

Aceste fascicule laser, focalizate în spoturi cu diametrul de ordinul micronilor, ating intensități ale radiației laser de peste 1022 W/cm2. A devenit astfel posibilă abordarea unor cercetări fundamentale de optică relativistă, fizica plasmei, accelerare în camp laser intens a particulelor elementare, generare laser în domeniul radiației X, generarea armonicilor optice de ordin superior și a unor pulsuri de radiație laser cu durate în domeniul attosecundelor, o attosecundă fiind a mia parte dintr-o femtosecundă…



Un laser cu putere record, dezvoltat pe Platforma Măgurele

Primele lasere cu pulsuri de femtosecunde de mare putere au fost puse în funcțiune pe Platforma Măgurele, la Institutul Național pentru Fizica Laserelor, Plasmei și Radiației, începand din anul 2009: laserul de 10 TW TEWALAS din Secția Laseri și laserul de 1 PW pentru Proiectul CETAL. În prezent, în cadrul Proiectului “Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics”, la Institutul Național pentru Fizică și Inginerie Nucleară – Horia Hulubei (IFIN-HH) de pe Platforma Măgurele, se dezvoltă un laser cu pulsuri de femtosecunde cu putere de 2 x 10 PW. Această putere reprezintă un record pe plan mondial. Fasciculele laser cu diametru de jumătate de metru se propagă printr-un sistem de transport cu oglinzi laser către camerele pentru experimente în vid. Prin sinconizarea temporală și spațială a celor două pulsuri laser de 10 PW fiecare și prin focalizarea lor pe ținte, se va putea obține o intensitate a radiației laser de un nivel încă neatins până acum, de 1024 W/cm2, cu aproape două ordine de mărime peste cea mai mare intensitate raportată până în prezent în lume.

În acest câmp laser ultra-intens, se poate trece de la experimentele de fizică atomică, în care radiația laser acționează asupra păturilor electronice ale atomilor, la interacțiunea cu însuși miezul materiei și anume nucleul. Fizica laserelor se întrepătrunde cu fizica nucleară. Se deschide calea atât spre abordarea de cercetări fundamentale interdisciplinare de mare interes, cât și spre cercetări aplicative cu mare impact social și economic, cum sunt tratamentul cancerului prin iradiere cu fascicule de protoni accelerate în camp laser sau neutralizarea deșeurilor radioactive prin transmutare nucleară.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite