Ką daro vienas galingiausių lazerių pasaulyje, kurį sukūrė lietuviai

Prieš beveik metus Nobelio premijos laureatas prof. Gérard’as Mourou įžiebė vieną galingiausių lazerių pasaulyje, kurį sukūrė lietuviai. Jo kūrėjai pasidalino, kaip lazeris veikia, kuo jis ypatingas, ir kur bus pritaikomas.

Lazerinė sistema SYLOS2A įrengta Vengrijoje, ELI-ALPS tyrimų centre, viename iš ELI (angl.: extreme light infrastructure, liet.: ekstremalios šviesos infrastruktūra) padalinių. ELI – didžiulis ir pirmasis tarptautinis unikalių mokslinių tyrimų projektas, kurio tikslas – pagilinti fundamentinės fizikos žinias, naudojant aukšto pasikartojimo dažnio, intensyvių ir itin trumpų šviesos impulsų lazerius.

Pradžia – Viduramžiais

Dar Viduramžiais alchemikai bandė eksperimentuoti su medžiagomis – bandydami vienas pakeisti kitomis. Nors švino į auksą paversti nepavyko, bandymų metu buvo ištirta daug medžiagų.

Dabar mokslininkai kuria naujas medžiagas, atranda naujus elementus ir tiria mus supantį pasaulį. O tam, kad jį geriau suprastume, reikia skverbtis gilyn į medžiagas. Čia į pagalbą atkeliauja lazeriai. Tačiau, norint dar giliau prasiskverbti į medžiagas, reikia galingesnių lazerių.

Pavyzdžiui, galingais lazeriais tiriami branduoliniuose reaktoriuose naudojamų medžiagų senėjimo procesai, kurie reikalingi, kuriant naujus branduolinių atliekų perdirbimo būdus. Arba medicininiam ir biomedicininiam vaizdinimui ir netgi tobulinant vėžio gydymą.

Šioms užduotims atlikti 2013 m. Europos Bendrijos narės įkūrė ELI – lazerių infrastruktūrą, kuri susideda iš 3 centrų.

„Veikia kaip laikrodis“

ELI-ALPS technologinis pamatas yra OPCPA (angl.: optical parametric chirped-pulse amplification, liet.: optinis parametrinis čirpuotų impulsų stiprinimas) technologija, taikant ją gaunami vieno ar kelių optinių ciklų, t. y., itin trumpi ir didelės energijos lazerio impulsai. Įdomu tai, kad šią technologiją sukūrė ir ištobulino vienas Lietuvos lazerių pionierių – prof. Algis Petras Piskarskas su Vilniaus universiteto moksline grupe.

Lazerį SYLOS2A, kuriame taip pat naudojama OPCPA technologija, ELI-ALPS centro užsakymu pagamino dviejų Lietuvos lazerių įmonių – „Ekspla“ ir „Light Conversion“ – konsorciumas. Lazeris buvo kuriamas ir konstruojamas dviem etapais, tai užtruko 5 metus. O sistemos vertė – beveik 5 mln. eurų.

SYLOS2A pasiekė ekstremalius parametrus: ultratrumpus <6,6 femtosekundžių (1 fs = 10-15 s) trukmės lazerio šviesos impulsus, žybsinčius 1000 kartų per sekundę dažniu, ir kurių pikinė galia (>5 teravatai) tūkstantį kartų didesnė už galingiausios JAV atominės elektrinės galią.

Tokių lazerio parametrų rinkinys prieš tai nebuvo įmanomas, todėl buvo galima pradėti naujo tipo tyrimus, tirti labai greitus procesus, kurie vyksta atomų ir molekulių lygmenyje, sparčiai renkant duomenis ir kaupiant statistiką.

„Pritaikius patikimas ir pramonėje patikrintas technologijas, lazeris yra ekonomiškas, patikimas ir lengvai prižiūrimas bei atnaujinamas. O, remiantis dabartiniu modeliu, gali būti sukurtos ir mažesnės galios, tuo pačiu, pigesnės sistemos“, – sako Donatas Lengvinas, „Eksplos“ Didelio intensyvumo lazerių grupės vyresnysis inžinierius.

Dar viena išskirtinė SYLOS savybė – universalumas, teigia Adam Borzsonyi ELI-ALPS Lazerinių šaltinių skyriaus vadovas.

„SYLOS2A ne tik demonstruoja išskirtinius lazerio parametrus, bet kasdien veikia kaip laikrodis ir mes tikrai esame tuo patenkinti“, – sako Adam Borzsonyi, ELI-ALPS Lazerinių šaltinių skyriaus vadovas.

Tūkstančius metų trunkantys procesai trumpinami iki minučių

Branduolinės atliekos išlieka radioaktyvios milijonus metų. Dabar jas arba laikome konteineriuose, arba laidojame po žeme. Šis metodas nėra saugus, nes radioaktyvios medžiagos turi būti saugomos net dešimtis tūkstančių metų. Todėl mokslininkai jau kuris laikas ieškojo efektyvesnių būdų.

„Paveikus tinkama lazerio spinduliuote, branduolinio skilimo pusamžio laikas sutrumpėja nuo tūkstančių, milijonų metų iki valandų ar net minučių“, – aiškina G. Mourou, ELI infrastruktūros idėjos autorius.

SYLOS taip pat pasitarnaus generuojant aukštąsias harmonikas, pasiekiant itin trumpus šviesos bangos ilgius. Tai – ultravioletiniai bei rentgeno spinduliai. Skirtumas nuo dabar medicinoje ar kitur naudojamų rentgeno spinduliuočių – pastarieji yra didelio intensyvumo ir gerai sukolimuoti. Tai – spinduliai, kuriais galima „pamatyti“ kelių nanometrų dydžio struktūras šiuolaikiniuose puslaidininkiniuose prietaisuose arba vienu šūviu peršviesti sunkvežimį muitinėje.

Dar vienas ekstremalias ribas plečiantis taikymas – elementariųjų dalelių greitinimas. Lazeris sąlyginai didelis, poros automobilių dydžio, tačiau būsima dalelių greitinimo laboratorija tikrai pranoks savo mažumu kitus, kelių futbolo stadiono dydžio ir dar gerokai didesnius, pasaulyje garsius dalelių greitintuvus – kaip, pavyzdžiui, CERN, kurio greitintuvo ilgis yra 27 km. Tai leis unikalius mokslo pasiekimus priartinti prie taikymo praktikoje daugelyje sričių.

„Didelio intensyvumo lazerių sistemos dažniausiai taikomos mokslo srityse, tačiau jas galima pritaikyti ir visuomenės poreikiams – pavyzdžiui, atliekant regos korekciją lazeriu. Iš esmės, turime itin precizišką skalpelį – tokiais trumpais impulsais galime neįtikėtinai tiksliai pjauti akių audinius. Taip pat galime pagreitinti daleles ir elektronus. Tai dažniausiai taikoma fizikoje, bet taip pat gali būti naudojama ir medicinoje, pavyzdžiui, gydant vėžį“, – priduria prof. G. Mourou.

• Penki elektromobilių pranašumai prieš įprastus: dinamika ir didesnis komfortas.
• 8 dažniausios klaidos, kurias darome naudodamiesi telefonu.
• Tarp labiausiai teršiančių – valymo paslaugas teikiančios įmonės.
• Koks bus derlius šiemet: ūkininkai ir analitikai tikisi didesnio nei vidutinis.
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 241.
• Seimo narys skleidžia nepatikrintus faktus.
• Svajonės pildosi: nuo vieno kompiuterio ir dėvėto stalo iki dvidešimtmečio.
• Įpročiai pakito: mokytojai nori išlaikyti nuotolinio mokymo galimybę.
• Seimas patvirtino relokacijos paketą trečiųjų šalių įmonių darbuotojams.
• Automobilis „Moterų raliui 2021“ – ekonomiškas, kompaktiškas ir erdvus.
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 215.
• Vasaros pradžią skelbia pirmosios rožės: pražydo didžiausio šalies rožyno grupė.
• Kaip technologijos padeda kūrėjams užsidirbti, o gerbėjams – mėgautis turiniu?
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 84.
• Saugumas internete – ką turi žinoti vaikai ir jų tėvai?
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 168.
• Buitinės technikos valymo atmintinė: ką daryti ir kokių klaidų vengti.
• Vaidotas Žala: tokio ralio Lietuvoje nemačiau jau seniai.
• „Rally Žemaitija“ – sekundžių karą laimėjo V. Žala.
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 334.
• „Rally Žemaitija 2021“ techninė komisija inventorizavo kovines mašinas.
• „4rally.eu“ - pilkieji lenktynių kardinolai.
• Top 7: Dovanos Tėvo dienos proga, kurios nedulkės stalčiuje.
• EASA sprendimas: ES oro linijos negalės skristi virš Baltarusijos.
• „Rally Žemaitija” kaip ypatinga muzika.
• „Neste“ Švedijoje testuoja benziną iš atsinaujinančių žaliavų.
• 5 svarbiausios „Google I/O“ konferencijos naujienos.
• Liepą – LNDT premjera „Kas nužudė mano tėvą“ apie sūnaus ir tėvo santykius.
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 365.
• Įmonė, ribojama sezoninės veiklos, užsitikrina darbą ištisus metus.
• Maudykimės saugiai.
• Darbo ir asmeninio poilsio balansas: kaip išmokti nubrėžti ribas?
• Premjerė: NATO yra esminis Lietuvos saugumo garantas.
• Vaistininkė pataria kaip teisingai valyti ausis, kad jų nesužalotum.
• Dviračiu važiuoti smagu, tačiau taisyklių laikytis būtina.
• Akvilė Kavaliauskaitė aplankė Maljorką po 10 metų ir palygino: dabar ji švaresnė.
• Praėjusią parą Lietuvoje registruoti nauji koronaviruso atvejai: 339.
• Pataria ekspertai: kokią būsto vėdinimo sistemą rinktis.
• 3 netikėti receptai su paltusine plekšne.
• Neoficialus saugos darbuotojo etatas Šiaulių oro uoste: budi sakalas.

Šio sąrašo naujienos detaliau

Daugiau ankstesnių naujienų:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99