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.

• Saugirdas Vaitulionis rekomenduoja: 5 dėmesio verti serialai.
• Šaltasis sezonas – grėsmė sergantiems širdies ligomis: kaip apsisaugoti?
• Praradote įrenginį su svarbiais duomenimis? Kokius žingsnius privalote atlikti.
• Nuo kitų metų keičiasi „Vilniaus vandenų“ paslaugų įkainiai.
• Ar 5G padarys galą šviesolaidiniam internetui? Kodėl tai netaps realybe.
• Draudikai perspėja verslininkus saulės elektrinių savininkus.
• Kaip taupymas gali padėti tapti laimingais?
• Nesusipratėliams gyvenimas teikia įtaigias pamokas.
• Kaip prižiūrėti vaikų dantis, kad išvengti problemų ateityje?
• LRT pristato naują strategiją: keliami ambicingi tikslai, svarbiausia išlieka.
• Azijietiškas troškinys su arbūzais, vištienos sriuba su melionais.
• Žvejų dieną minint: kaip atsakingai žvejoti ir vartoti žuvį.
• 5 priežastys, kodėl reiktų rinktis fizinio asmens bankrotą.
• Ekspertai atsakė, ar vėjo jėgainės gali „užpūsti“ dideles elektros kainas.
• Ekspertų patarimai: kaip žiemai paruošti sodo priežiūros įrangą ir lauko baldus.
• Etatiniai vagišiai: vogti eina kaip į darbą ir jaučiasi nebaudžiami.
• Išlikite saugūs tamsiuoju paros metu: kaip gali padėti išmanusis telefonas?
• Taupome elektrą kartu: koks jums svarbaus įrenginio parametras tapo esminis?
• Antrinė elektromobilių rinka: asmeniniam naudojimui – gausu, verslui dar netinka.
• Vaistininkė pataria, kaip apsaugoti rankas ir kojas, pradėjus spausti šalčiui.
• Aktualu kaupiantiems pensijų fonduose: nuo 2023 m. keičiasi pensijų išmokų ribos.
• „Laimės maistas“ - ką valgyti, norint užsitikrinti gerą nuotaiką žvarbų rudenį?
• Europai reikia europinių energetinių sprendimų.
• VDI primena apie pražūtingą elektros srovės poveikį.
• EP narė R. Juknevičienė: „Rusija virto teroristine valstybe“.
• Vaidotas Žala baigė Dakaro dėlionę - startuos su Paulo Fiuza.
• Būsto naudojimo paskirtis: ką reiktų įsivertinti?
• Infraraudonųjų spindulių termometrai: dar neišmokome jais naudotis?
• „Nord Pool“ keičia prekybos taisykles siekiant išvengti aukštų biržos kainų.
• Pakeisti automobilio padangų nepakanka: kaip elgtis kelyje sulaukus plikledžio.
• „Philips“ televizorių TOP 3.
• Turto paveldėjimas: kaip išvengti palikimo apmokestinimo ir teismų slenksčio.
• Norite, kad televizoriaus garsas primintų kino ar koncerto salę?
• Nuotolinis darbas: nulinio pasitikėjimo reikalas.
• Įdomūs faktai apie tai, kaip vykdomi vairavimo egzaminai kitose šalyse.
• Lietuvos eksportas toliau auga, tačiau pastebimi galimo lėtėjimo signalai.
• Nepaspaustas „Save“ mygtukas gali kainuoti daug darbo valandų.
• Ne kasdienis pirkinys – virtuvės technika: į ką atsižvelgti renkantis.
• Išjungti ar palikti? Kaip elgtis su kompiuteriu pasibaigus darbo dienai.
• Taupūs pietūs iki 5 eurų: troškinta kiauliena su raugintais agurkais.

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