Американская Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в содружестве с компанией ELI-Beamlines из Чехии займутся созданием сверхмощной лазерной установки. В рамках заключённого соглашения между двумя научно-исследовательскими объектами уже созданы необходимые условия для разработки лазера высокой мощности, в частности, на базе американского проекта в Чехии построен и успешно эксплуатируется лазер 0.5-петаваттный лазер L3-HAPLS. Чешские и американские учёные на первом этапе сотрудничества намереваются значительно увеличить мощность установки, доведя её до одного петаватта, а затем попытаться кратно наращивать этот показатель.
Работы над высокомощными лазерными системами — важное и значимое для науки направление деятельности. При чём их роль оценивается как фундаментальная в таких сферах, как классическая физика, химия, квантовая механика, оптика, осветительные технологии, передача и генерация энергии и т. д. С их помощью учёным становятся доступны эксперименты и исследования с быстропротекающими процессами. К примеру, энергия в каждом импульсе таких установок потенциально способна создавать новые виды материи, а также запускать, контролировать и управлять реакциями термоядерного синтеза.
High repetition rate advanced petawatt laser system или HAPLS, на основе которой будут строится исследовательские работы двух научных лабораторий, создана ещё в 2017 году. Проект, как уже было сказано выше, разработан американскими специалистами и собран в чешской ELI-Beamlines. В начале 2021 года установка показала перспективные результаты во время тестовых запусков, генерируя импульсы сжатой энергии 13.3 джоуля продолжительностью 27.3 фемтосекунды с частотой 3⅓ при средней мощности 44 ватта. В начале же этого года учёные приступят к улучшению L3-HAPLS и модернизации оборудования, планируя поднять мощность лазерной установки с 0.5 до 1 петаватта.
Согласно заключённому договору, Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса займётся обеспечением экспертной поддержки, анализом и проектированием этапов модернизации лазерной установки высокой мощности, поставляя при этом необходимое оборудование и расходные материалы, а ELI-Beamlines предоставит специально обученный для этих целей персонал, в компетенцию которых также входят и дальнейшие исследовательские работы с лазером.
Отметим, что эксперимент, продвигаемый чешской и американской лабораториями, входит в европейский проект Extreme light infrastructure. Его цель — создание самого мощного в мире лазера, обладающего 100-петаваттным мгновенным импульсом. Работы проводятся на трёх экспериментальных площадках, располагающихся в Румынии, Венгрии и Чехии.
Однако стоит сказать, что в этой сфере сегодня лидирует Китайская Народная Республика. Так, в 2021 году Шанхайский институт оптики и точной механики смог повысить мощность собственной лазерной установки до 10 петаватт, что до сих пор является рекордным показателем. К примеру, в Корее аналогичный лазер в два раза слабее, а в Российской Федерации подобная лазерная установка, находящаяся в Институте прикладной физики РАН, генерирует импульсы с силой «всего» в полтора петтавата.
Фото к новости: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса
