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.

• Tarptautinę falafelių dieną kulinarijos technologė pataria, kaip pasigaminti.
• Vištų augintojams – nuostolių kompensacijos.
• „Eutelsat“ pašalins draudžiamus rusiškus kanalus.
• Keičiasi prekybos internetu taisyklės: į ką svarbiausia atkreipti dėmesį?
• Žmonių darbą pakeis robotai – ar tai įmanoma?
• Nuskintų invazinių lubinų žiedais puoškime savo erdves, bet neprekiaukime.
• Nosį riečiantys kvapai tualete: kada gelbsti liaudiški sprendimai?
• Elektros ir elektroninės įrangos atliekos: ką reikia žinoti gyventojams?
• Karštai dienai – salotos su arbūzais: išbandykite 3 vegetariškus receptus.
• Ką žinoti, norint paskirstyti saulės elektrinės generuojamą galią tarp objektų?
• Kad vaikų vasaros atostogos neištuštintų kišenių tėvams: 4 veiklos.
• Patvirtintos naujos visuomeninio elektros energijos tiekimo kainos II pusmečiui.
• 6 patarimai, kurie padės braškes kuo ilgiau išlaikyti kokybiškas.
• Jauni lietuviai perka daugiau suklastotų gaminių ir naudojasi piratiniu turiniu.
• Augintinis ir nepriekaištingai graži veja – (ne)suderinama?
• Personalo vadovė įvardijo tris auksines taisykles bendraujant su CEO.
• Uodo įkandimas – ne tik erzinantis, bet ir pavojingas: gali grėsti sutrikimai.
• ES uždraudė „RTR Planeta“, „Rossija 24“, „TV Center International“ TV programas.
• Latvija uždraudė visus Rusijoje registruotus televizijos kanalus.
• Dalis gamintojų atsisako dyzelinių variklių: kuo jie bus keičiami?
• Ir pelėsinis sūris gali supelyti: ar sūrį dar galima vartoti, su kuo jį derinti?
• Psichologas apie ryšį su tėčiais: pasitelkite kantrybę ir humorą.
• „Standard & Poor’s“ patvirtino Lietuvos turėtą A+ kredito reitingą.
• Atliktas svarbus žingsnis perimant elektros energetikos valdymą.
• Parduodate namą su saulės elektrine? Jo vertė gali būti didesnė.
• Skausmas menstruacijų metu gali virsti tikru iššūkiu: kaip su tuo kovoti?
• Burokėlių paradoksas: dažniau valgome šaknis, o naudos daugiau – lapuose.
• Interjero dizainerė pataria, kaip įsirengti patogią darbo vietą namuose.
• Tėtis IT ekspertas atskleidė, kaip rūpinasi savo vaikų saugumu internete.
• Kosmetikos priemonės su rūgštimis: ar tikrai vasarą geriau jų nenaudoti?
• Vaikų saugumas internete: 9 taisyklės, kurias tėvai privalo žinoti ir taikyti.
• Elektromobilių proveržiui skatinti ­– 50 mln. eurų.
• 1:0 Kauno naudai – Dariaus ir Girėno stadione sužaliavo veja.
• Meditacija ir darbo skambučiai – televizoriaus funkcijos, kurios jus nustebins.
• Kovoti su stresu gali padėti ir piešimas: 5 programėlės.
• Kuo geresnis oras, tuo daugiau darbo turi vaikų traumatologas.
• Rusijos auditorija ruošta plataus masto invazijai į Ukrainą.
• (Be) ryšio danguje: kodėl internetas lėktuve vis dar retenybė?
• Buitiniai, nebuitiniai vartotojai: vienodos galimybės prisijungti prie tinklų .
• Organinės trąšos: kaip iš buitinių atliekų jas pasigaminti namuose?

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