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.

Nuotraukos šaltinis: Photocamera.click

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.

• 3 internautus sužavėję receptai su žuvimi ir krevetėmis: pigu, maistinga, skanu.
• Euro zonos infliacija ir EURIBOR: ko tikėtis artimiausiu metu?
• Kur lietuviams dažniausiai prireikia skubios medicininės pagalbos?
• Už pilietiškumą – baudžia, už visuomenės skaldymą – giria: botų veikla Lietuvoje.
• Vytaras Radzevičius į senelių namus norėjo jau būdamas 20-ies.
• Seimo narė Daiva Ulbinaitė siūlo 16 metų amžiaus ribą socialiniams tinklams.
• Sąnario keitimo operacija: kaip ji kompensuojama ir ką turi žinoti pacientas.
• Mėgstate valgyti saldžiai? Varškėčių receptas, kuris dar ilgai nenusibos.
• Kaip tinkamai paruošti elektromobilį įkrovimui žiemą: praktinis gidas.
• 3 dalykai, kuriuos reikėtų įsivertinti prieš perkant būstą.
• Automobiliai šalčio gniaužtuose: kaip kovoti su apledėjimu.
• Kai speigas užsitęsia: 10 praktiškų sprendimų šildymo sąskaitai.
• Saugus internetas prasideda namuose: 3 dalykai, kuriuos verta žinoti jau dabar.
• Atsakė, kodėl dalis senų telefonų Lietuvoje liko be ryšio.
• Valentino dieną ragina pasisaugoti „bučinių“ keliuose.
• Šiandien „kristi lygioje vietoje“ – lengviau nei atrodo: ypač slidu.
• Romantinis sukčiavimas išlieka vienu pavojingiausių sukčiavimo būdų Lietuvoje.
• Alergija šalčiui - kas už to slypi?
• Darbuotojo valia dėl darbo sutarties nutraukimo turi susiformuoti laisvai.
• Specialistas atskleidė, kodėl lietuviai pradeda pirkti elektromobilius.
• Poligono anatomija: kaip rengiami kariniai vienetai.
• „ChatGPT“ geba pasinaudoti tik kas trečias lietuvis: kas stabdo žmones?
• Dirbtinis intelektas įgavo „rankas“: išpopuliarėjo įrankis „Moltbot“?
• Vairuojant naudojate išmanųjį laikrodį? Atsakė, ar galima taip daryti.
• Elektros kainų krizė: ką tai reiškia ūkiams ir regionams.
• Nugaros skausmas: kada padės šiluma ir judesys, o kada – tik skubi pagalba?
• Ar jūsų darbuotojas gali kelti riziką nacionaliniam saugumui?
• Rekordinės elektros kainos – brangiausias sausis per beveik trejus metus.
• Sausio šaltis parodė, kaip kiauri daugiabučiai švaisto šilumą.
• Šalčiai ir vaikai namuose: kokias teises turi dirbantys tėvai?
• Artėjant dideliems šalčiams: kaip atsakingai naudoti elektrą.
• Ar būstą šiandien įsigyti sunkiau nei prieš 15–20 metų? Atsakymas nustebins.
• Cepelinai, kuriuos pasigamins kiekvienas: paprasti patarimai geram rezultatui.
• Telecentras sutarė dėl naujos dirbtinio intelekto platformos sukūrimo Lietuvoje.
• Lietuviai kovos su Nipah virusu - „Northway Biotech“ pasirinkta vakcinos gamybai.
• Dėl pensijų priemokos kai kurie gavėjai vasarį gali gauti mažesnę sumą nei sausį.
• Gydymo ligoninėje dažniausiai prireikia dėl gripo komplikacijų.
• Naujas gerbėjas ar sukčius? Dirbtinio intelekto romantinės apgavystės.
• Žiema džiugina sniegu, bet atneša ir traumų: sausį po 30 žalų per dieną.
• Ruošiatės į kalnus su automobiliu? Ką svarbu žinoti nuomojantis mašiną žiemą.

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