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.

• Trenerės patarimai: kas svarbu, sportuojant namuose?
• Danguje – dronai: kada jų skrydžiai tampa pažeidimu.
• Moters diena IT rinkoje: kaip pažaboti diskriminaciją?
• Susipažinkite su moterimis, užkariavusiomis technologijų pasaulį: 8 žaidėjos.
• 5 patarimai, padėsiantys paspartinti būsto paskolos išdavimo procesą.
• Nuo meilės iki neapykantos: automobilius niokoja ir iš keršto, ir iš pavydo.
• Ką reikia žinoti apie daiginimą: kaip pasirinkti sėklas ir išauginti daigus.
• Jus jau apgaudinėja ir dirbtinis intelektas: 5 patarimai, kaip apsisaugoti.
• „Sodra“: moterų ir vyrų darbo pajamų atotrūkis per metus padidėjo.
• Per dieną europiečiai sulaukia 82 mln. tokių skambučių: kaip blokuoti sukčius?
• Euronews ruošiasi atleisti beveik 200 darbuotojų.
• „Mantinga“ technologas: kai kuriems bandelių receptams gali prireikti ir 10 metų.
• Lengvesnis automobilio statymas ir geresnis šiltnamio derlius.
• Šiltnamio enciklopedija: patarimai, kaip tinkamai pasiruošti šiltajam sezonui.
• Savaitgalį gaminsite žuvį? Patarimai, kaip išsirinkti tikrai šviežią.
• Keliautojų tyrimas: kelionės pasirinkimą lemia tinkama atostogų data ir trukmė.
• Išmaniųjų įrenginių naujovės: dirbtinis intelektas padės taupyti.
• Dirbtinio intelekto lenktynės: kodėl Europa atsilieka?
• Ar greitai mūsų pinigus valdys dirbtinis intelektas?
• Pieno gamintojams reikia pagalbos čia ir dabar.
• Sutrumpinta darbo diena auginantiems vaikus iki 3 metų ir kiti pakeitimai.
• Vaikų nuotraukų kėlimas į internetą: pavojingiau, nei manote.
• Iš kokios pensijos gyvens tie, kurie dar neinvestuoja?
• Masinės avarijos: kada pildyti deklaraciją, o kada laukti policijos?
• 5G ir DI ima dirbti kartu: ar pagaliau galėsime iš anksto žinoti kur suklupsime.
• Skirtos baudos už draudžiamų rusiškų televizijos programų platinimą.
• Kaip apsaugoti vaikus internete – atsakymą tėvams siūlo išmanus sprendimas.
• Ekspertai paaiškina, kaip žinoti, kada laikas pirkti naują šaldytuvą.
• Automobilių kainos koreguoja planus: saugumas ir tvarumas ne prioritetas.
• Kaip apsaugoti automobilio stiklą nuo sudužimo ir ką daryti, jei nepavyko.
• Šiuolaikiniai duomenų centrai: kaip jie kuriami ir vystymo tendencijos.
• Dar šiemet veiklą pradės du nauji valstybės duomenų centrai.
• Į ką atkreipti dėmesį lyginant skirtingų bankų būsto paskolų pasiūlymus.
• 4 lengvi būdai stresui mažinti: padės išvengti daugybės sveikatos problemų.
• Virtuvė, kurioje viskas „po ranka“: 10 įrankių, kuriuos būtina turėti namuose.
• Atraskite mažai tyrinėtą ir unikalią Kalabriją – įsimylėsite iš pirmo žvilgsnio.
• Senų pastatų modernizavimas: kodėl verta ryžtis ir nuo ko pradėti?
• Nuosava saulės elektrinė – kada įsirengti, kad ji neštų didžiausią naudą?
• Nuotolinis darbas turi daug pranašumų, bet ar ilgainiui nepakenks?
• Kuo dirbtinis intelektas gali būti naudingas investuotojui?

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