В Южной Корее создали самый мощный в мире лазер

Интенсивность его излучения позволит извлекать античастицы из вакуума.

Учёные из Южной Кореи объявили о создании рекордного лазера сверхвысокой интенсивности. Такая разработка открывает совершенно новые направления для исследований — от астрофизики до лечения рака.

Интенсивность импульса составила более 10²³ Вт на квадратный сантиметр.

Исследователи из Южнокорейского центра релятивистской лазерной науки (CoReLS) занимались разработкой более десяти лет, пытаясь превзойти показатели лазера Hercules Мичиганского университета, который генерировал лучи с на порядок меньшей интенсивностью — 10²² Вт/см².

Учёным удалось достигнуть этого с помощью фемтосекундного лазера сверхвысокой мощности (4 петаватта) и сложной оптической системы для усиления и фокусировки луча.

Система включает в себя ряд деформируемых зеркал для коррекции искажений и контроля волнового фронта. Для фокусировки лазера используется большое внеосевое параболическое зеркало. При этом диаметр луча составляет около 28 сантиметров, а цели — всего 1,1 микрометра, что в пятьдесят раз меньше диаметра человеческого волоса.

В процессе учёные используют камеру и датчик волнового фронта, чтобы отобразить и измерить отражённый лазерный луч, интенсивность которого, по их словам, сопоставима с фокусировкой всего солнечного света достигающего Земли на точку размером 10 микрон.

Этот высокоинтенсивный лазер позволит нам исследовать астрофизические явления, такие как электрон-фотонное и фотон-фотонное рассеяния прямо в лаборатории. Мы можем использовать его для экспериментальной проверки теоретических идей, которые были предложены столетие назад.
Нам Чан Хи
, Директор CoReLS и профессор Института науки и технологий Кванджу

Колоссальная энергия импульсов позволит изучать взаимодействие света и материи на ранее недоступном уровне. Дело в том, что согласно теории квантовой электродинамики, у каждой элементарной частицы есть своя античастица. Однако при встрече вещества с антивеществом происходит бурная реакция, которая превращает их в фотоны, не имеющие размера и массы. Но лазерный луч — это не вещество, а значит им можно «касаться» античастиц и изучать их поведение без аннигиляции.

Из более прикладных применений разработки называется онкология. Сейчас лучевая терапия проводится на линейных ускорителях с помощью протонов высокой энергии, что требует радиационного экранирования. Использование лазеров для генерации этих протонов сделает такие системы менее дорогостоящими и, соответственно, более доступными.

Полная информация о разработке и исследованиях опубликована в журнале Optica.

#лазеры #физика #новости