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.

• Knarkimas ne tik pablogina gyvenimo kokybę, bet ir turi įtakos sveikatos būklei .
• Internete išsaugote savo mokėjimo duomenis? Kodėl geriau to nedaryti.
• Kada verta iškeisti didesnį būstą į mažesnį.
• Ekrano laiko ribojimas vaikams: kaip pasiekti geriausią rezultatą?
• 5 televizoriaus nustatymai, kurie padės mėgautis žaidimu.
• Neprisidėkite į krepšį bet ko: kuo grybaujant gali praversti jūsų telefonas?
• Tvarios investicijos taps vis paklausesne rizikos valdymo priemone.
• Pasitikėti ar ne: kaip atpažinti netikrus atsiliepimus ir įvertinimus internete.
• „Lidl“ parduotuvėse – saldūs pokyčiai: atsiranda naujas skyrius.
• Ekonomika lėtėja – atlyginimai auga? Ekspertai turi paaiškinimą.
• Miegas prie vairo: kokie pagrindiniai ženklai ir kaip išvengti nelaimės?
• Automobilis tapo našta? „Bolt” siūlo iškeisti jį į nemokamas keliones.
• Maža, bet svarbi vonios interjero detalė – WC vandens nuleidimo mygtukas.
• Kaip nusiderėti naudoto automobilio kainą net iki 20 procentų?
• Kaip mityba susijusi su lėtiniu skausmu?
• Rugpjūtį buvo karšta ir elektros rinkoje – ar ruduo atvėsins kainų kilimą?
• Kas nutiktų organizmui, jeigu reguliariai valgytumėte aktinidijų?
• 10 būdų sutaupyti – be jokių kompromisų kainai ir kokybei.
• Pirmoji klasė išmaniai: kaip pasirūpinti atžalų saugumu internete?
• Namų turto draudimas apsaugo ne tik vidaus turtą: kur ir kaip jis veikia?
• Patarimai, kurie leis televizorių namuose žiūrėti lyg būtumėte kino teatre .
• Jaunimas domisi, ar gali nesusituokę gauti bendrą paskolą būstui.
• Vingio parke – renginys, skirtas šunų dantų priežiūrai.
• Vėjaraupiai: vaikiška liga, nevaikiškos pasekmės.
• Veganai irgi grilina: 3 idėjos, ką skaniai ir nebrangiai iškepti ant žarijų.
• Stabili darbo vieta: patarimai, kaip atpažinti patikimą darbdavį.
• Išmanusis telefonas – ne žaislas: 5 patarimai, kaip jį tinkamai paruošti vaikui.
• Valstybė nusprendė už kompensaciją paimti jums priklausančią žemę. Ką daryti?
• Patarimai mėgstantiems grybauti ar uogauti: kaip nepasiklysti miške.
• Vyriausybė pritarė „Regitros“ pertvarkymui į akcinę bendrovę.
• Rugpjūčio 23-oji – internautų diena: kas sukūrė internetą?
• Lietuvoje plito lengvą lieknėjimo būdą siūlanti kibernetinė ataka.
• Atostogas lietuviai planuoja ir rudenį: kas lemia jų pasirinkimą?
• Dažnai svaigsta galva ir apima silpnumo jausmas?
• Nėštumas ir saulės vonios – kaip tai suderinti?
• Sodo ir daržo darbai artėjant rudeniui: patarimai, ką sėti ir kokių darbų imtis.
• Išlikite saugūs internete: patarimai, kaip išvengti nuotolinių sukčių pinklių.
• Vienu kartu daug pakuočių apdorojantis taromatas pradeda veikti Vilniuje.
• Ką daryti su audrų sužalotais medžiais?
• Kodėl vėjas prie jūros gali būti greitesnis už jūsų internetą?

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  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  121  122  123  124  125  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  140  141  142