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.

• Kodėl Azijoje šviežius agurkus ne pjausto, o traiško – tokių salotų nevalgėte.
• Ekspertai: norite statyti moderniai? Atsigręžkite į natūralumą ir tradicijas.
• Kokybiška vištiena vertinama visame pasaulyje, kokia jos perspektyva Lietuvoje?
• Reikalavimo važinėti vasarinėmis padangomis nėra – kodėl būtina tai daryti?
• Erkės perduoda daugiau nei 20 ligų, o Laimo liga gali sukelti 70 simptomų.
• Esu mažos, iki 3 ha miško valdos savininkas. Ką turėčiau žinoti?
• Automobilio vairuotojo atsakomybė: kada keleivis privalo būti išlaipintas.
• Vasarai, kai atsivalgysite šaltibarščių: atgaivins agurkų šaltsriubė.
• Schema, kai tampate nusikaltėlių bendrininku: kaip atpažinti ir apsisaugoti.
• RRT: skaitmeninių sukčių metodams tobulėjant, esamų priemonių nebepakanka.
• Įminė mįslę, kaip nesutikti su vadovu ar aukštesnio statuso žmogumi?
• Kaip saugiai transportuoti televizorių, skalbimo mašiną ar šaldytuvą.
• 5 svarbiausi dokumentai, norintiems parduoti automobilį greičiau ir brangiau.
• Lietuvos radijo ir televizijos komisija patyrė kibernetinę ataką.
• Kokias didžiausias klaidas daro keliautojai: galite būti nepasiekiami.
• 7 finansiniai žmonių asmenybės tipai: pasitikrinkite, kuris esate jūs.
• Vilniaus TV bokšto rekonstrukcija: taurėje lankytojams atvertos naujos erdvės.
• Dirbtinio intelekto rinka 2030-aisiais: investuoti, reguliuoti ar bijoti?
• Vidaus vartojimas – Lietuvos ekonomikos augimo variklis.
• Ne tik varlių šlaunelės ir sraigės: 2 greiti ir pigūs prancūziški patiekalai.
• Kodėl įspėjamuosius pranešimus kartais gauna ne visi gyventojai?
• JAV atvėrė rinką Lietuvos oro bendrovėms.
• Kuo naudinga garso terapija?
• Koks turėtų būti seifo saugumo lygis?
• Ką veikti lietingais vakarais porai? 5 idėjos.
• Ką būtina žinoti apie vaistų nuo skausmo vartojimą? Didžiausios klaidos.
• Blokuojami 23 IP adresai, kuriais pasiekiama Kremliaus propaganda.
• Ženšenis: natūralus adaptogenas jūsų sveikatai.
• Lietuvos biudžetas nepasipildo milijonais už automobilių ridos klastojimą.
• IT Lietuvoje: trečdalis tėvų vis dar mano, kad tikslieji mokslai – berniukams.
• Ar galiu savo miške iškirsti sausuolius ir ko tam reikia?
• Ką daryti, kad turimas turtas nenuvertėtų: atkreipkite dėmesį į 4 žingsnius.
• Lietuvą sėkmingai pasiekė stiklinės stadijos europiniai unguriai.
• Paštu apsimetantys sukčiai masiškai atakuoja mobiliojo ryšio vartotojus.
• Ekonominiai ciklai: ar žinote, kaip jais pasinaudoti jūsų naudai?
• Pavasaris – vagišių darbymetis: neša kepsnines, net ir sunešiotus batus.
• Žvilgsnis į ateitį – „airBaltic“ išbandė „SpaceX“ internetą „Starlink“.
• Pensijos tolsta, darbuotojai sensta. Keisti požiūrį privalės ir darbdaviai.
• Žengsime į vasaros laiką − kodėl šis metas itin pavojingas vairuotojams?
• Seimas spręs, ar leisti gyventojams pasitraukti iš pensijų kaupimo.

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  143  144  145  146  147  148