V Rumunsku byl vyzkoušen světově nejvýkonnější 10petawattový laser

Výkon nového laseru umístěného v Rumunsku je tak 10 PW, neboli 10 biliard wattů, což je 10.000.000.000.000.000 W a zkráceně pak 10¹⁶ W. Jedná se o laser, který je součástí mezinárodního evropského projektu Extreme Light Infrastructure (ELI) a do dnešní doby je to nejvýkonnější zařízení svého druhu, které kdy bylo sestrojeno. 

 

 

Rumuni přitom před několika lety označili svůj 1PW laser za Hvězdu smrti a nyní si už hrají s desetkrát výkonnější verzí. Ta je umístěna ve stejném zařízení na okraji Bukureště, a to v nové laboratoři Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP). 

 

V České republice máme laboratoř ELI-Beamlines v Dolních Břežanech, která se věnuje nejen laserům, ale také urychlováním částic, plazmatu a rentgenovým zdrojům. V Maďarsku mají zase zařízení ELI-ALPS (Attosecond Light Pulse Source). Celý projekt ELI vedený laureátem Nobelovy ceny Gérardem Mourouem dosud získal na financování z evropských zdrojů na 850 milionů eur. 

 

K čemu ale může 10PW laser posloužit a co vůbec dokáže? Doslova umí vypařovat hmotu a otevírat nám nové možnosti pro zkoumání toho, co se děje při výbuchu supernovy, což je ale pouze jeden příklad z astronomie. S ním provázaný je pak i výzkum toho, jak vznikají těžší prvky a pak tu máme také vývoj nových zdravotnických zařízení pro protonovou léčbu rakoviny nebo hledání nových cest, jak naložit s odpadem jaderných elektráren.

 

Co se týče (nejen) radioaktivního materiálu, na začátku příštího roku v ELI-NP odstartuje výzkumná fáze projektu pro vývoj zařízení, jež by mělo být schopno skenovat celé kontejnery a hledat v nich potenciálně nebezpečný či nelegální obsah. To je spojeno právě se zvyšujícími se výkony laserů, které se už dostávají do stavu, kdy se zásadně mění interakce světla a hmoty a do hry vstupují relativistické efekty. Zkrátka se tak otevírají nové cesty pro tvorbu rentgenového, gama a jiného vysoce energetického záření. 

 

 

Co se týče provedení 10PW laseru, to spoléhá na dva hlavní systémy. Tím hlavním je High Power Laser System, který generuje samotné laserové pulzy a Laser Beam Transport System využívá systém velkých zrcadel instalovaných ve vakuu, která paprsky zaměřují s mikrometrovou přesností. K tomu všemu jsou zapotřebí laboratorní podmínky s ohledem na čistotu vzduchu a vibrace, takže bychom je mohli přirovnat k prostředí moderních továren pro výrobu počítačových čipů. 

 

Samotný laser je pro lidské oko viditelný a ukázal by se jako červený paprsek, ovšem ve spektru už blížícím se infračervené hranici. Průměr laserového paprsku je pak asi 60 cm, ovšem díky systému zrcadel je v cíli soustředěn jen na plochu milimetrů čtverečného. A pokud půjde vývoj dobře, přinese ještě mnohem výkonnější laser v řádu 10²³ W, a to s vlnovou délkou 820 nm a pulzy trvajícími 25 femtosekund.

 

Zdroj: ELI-NP