Прорыв в «фотосъемке» ультраинтенсивных лазеров
Команды из Великобритании и Германии под руководством Санни Ховарда совершили впечатляющий научный шаг: они придумали новый способ, который позволил буквально «увидеть» облик одного из сильнейших лазерных импульсов на планете в режиме реального времени. Это достижение сулит огромный прогресс в разработке перспективных лазерных технологий и передовых источников энергии. Новый метод уже называют настоящей революцией в сфере лазерной физики.
Речь идет о так называемых ультраинтенсивных лазерах. Эти устройства способны за ничтожное время разогнать частицы до скоростей, близких к световой. Благодаря этому их широко используют в новейших физических исследованиях, таких как попытки реализовать управляемый термоядерный синтез — экологически чистый и практически неисчерпаемый способ получения энергии. Неудивительно, что каждая новинка в изучении таких лазеров вызывает огромный интерес у международной научной среды.
Главная трудность: поймать мгновенный импульс
Долгое время ученые сталкивались с серьезной проблемой: ни одно оборудование не позволяло измерить форму и внутреннюю структуру сверхмощного лазерного пучка за один раз. Импульсы были настолько краткими и сложными, что приходилось многократно повторять опыты, а затем по фрагментам собирать итоговую картину. Такой способ лишал ученых возможности увидеть полную динамику процесса в каждом конкретном импульсе.
И вот здесь появился инновационный метод, получивший название RAVEN (Rapid Acquisition via VErifiable Nonlinearity). Теперь стало возможным фиксировать подробную информацию о структуре лазерного импульса за один одиночный проход — словно бы сделать сверхдетализированный «снимок» миллиардами пикселей. Это открытие значительно повышает точность измерений и позволяет взглянуть на работу мощнейших лазеров совершенно по-новому.
Результаты эксперимента и слова Санни Ховарда
Авторы исследования уже опробовали свою технологию на одной из мощнейших лазерных установок Германии. Исследователи заметили мельчайшие искажения фронта лазерной волны — такие детали ранее просто оставались незамеченными. Даже незначительные отклонения могут сильно повлиять на результаты экспериментов и мешают точному наведению лазерного луча в установках, разрабатывающих методы термоядерного синтеза.
«Впервые мы смогли полностью визуализировать сверхмощный лазерный импульс в режиме реального времени, — с энтузиазмом отмечает Санни Ховард. — Благодаря этому мы понимаем, как он взаимодействует с веществом, и получаем возможность проводить эксперименты с беспрецедентной точностью».
Имея такие данные, специалисты могут корректировать параметры оборудования прямо во время работы, добиваясь максимального эффекта даже при однократных мощных импульсах, которые возникают лишь раз в несколько часов или минут. Это особенно важно, поскольку такие процессы в лабораторных условиях крайне редки и ценны.
Вперед — к чистой энергии и новым рубежам науки
Полученные с помощью метода RAVEN результаты, по мнению ученых, приблизят реализацию многих ключевых научных целей. Ожидается, что новая технология ускорит прогресс в создании агрегатов для будущей термоядерной энергетики — чистой, безотходной и безопасной. Но не только в этом кроется ее потенциал: RAVEN может стать незаменимым инструментом для изучения загадочных состояний материи, ускорения элементарных частиц, а также проверки фундамента физических законов.
Сами исследователи сравнивают появление своего метода с переходом от разрозненных мгновенных кадров к детализированному замедленному видео: «Если раньше мы словно всматривались в ракету, разглядывая только отдельные фотографии на фоне неба, сейчас мы можем наблюдать весь запуск как на пленке с высокой частотой кадров», — добавляет Санни Ховард.
Будущее лазерных технологий и оптимизм ученых
Уже сегодня благодаря методике Санни Ховарда исследовательские группы могут практически мгновенно получать максимально точные сведения об особенностях даже самых редких и сложных лазерных импульсов. Это обеспечивает надежную основу для следующего этапа в развитии как современной, так и будущей энергетики, расширяет возможности фундаментальных физических и технологических открытий, а также укрепляет веру в близость эпохи экологически чистых источников энергии.
Научное сообщество с восторгом встретило появление RAVEN: этот инструмент не просто упрощает анализ, а выводит наукоемкие отрасли на качественно новый уровень. Уже внедряются первые протоколы работы с инновационной системой, а впереди — еще больше удивительных открытий и проектов на благо человечества.
Напоминаем, что недавно специалисты смогли создать совершенно новый тип усилителей для квантовых вычислительных систем — и этот прогресс тоже вселяет большие надежды!
Источник: www.gazeta.ru
