Физики создали настольный лазер мощностью 10 тераватт
17:59 04/10/2013 Наука и техника
Группа физиков из Лазерного центра при Институте химической физики в Польше создала настольный импульсный лазер с мощностью в десять тераватт. В момент импульса мощность устройства, основанного на принципе оптического параметрического усиления, превышает суммарную мощность всех ядерных реакторов планеты. Подробности приведены в сообщении института (на польском, .pdf), на которое также ссылается ScienceDaily.
Высокая мощность достигается за счет работы лазера в импульсном режиме. Для сравнения, использованные в американском Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций лазеры давали импульсы с мощностью 500 тераватт, однако при этом они занимали целое здание. Разработчики подчеркивают, что за счет повышения КПД устройства и использования эффектов нелинейной оптики им удалось избавиться от необходимости охлаждать лазер после каждого импульса, сократив потери энергии на нагрев оптической системы. «Теоретически, эффективность параметрических усилителей может достигать 50 процентов, — говорит глава группы разработчиков Юрий Степаненко, — но пока лучшие устройства имеют КПД всего около тридцати процентов, и нам удалось достичь такого значения в по-настоящему компактной системе».
Параметрический усилитель света работает за счет того, что мощный лазерный импульс проходит через кристалл, в котором за счет накачки возникает излучение с меньшей длиной волны и большей интенсивностью. Первые подобные устройства были созданы еще в 1965 году и серийно производятся в качестве лабораторного оборудования, однако столь высокой мощности в компактной установке достичь не получалось. Как пишут авторы нового лазера, ранее ученые применяли для мощных импульсных лазеров сапфир с примесью титана, но такие кристаллы быстро перегревались и требовали охлаждения.
Польские специалисты утверждают, что их конечной целью является постройка настольного лазера, который сможет достичь мощности в 200 тераватт. Такой лазер планируется применять для лазерного ускорения заряженных частиц, что, в свою очередь, необходимо для лучевой терапии и исследований в области материаловедения. При этом речь идет о так называемом лазерном кильватерном ускорении, а не о методике лазерного ускорения, о которой недавно сообщала американская группа исследователей.
Источник: https://lenta.ru/news/2013/10/04/laser/
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
Комментарии(114):
| 0 +0−0 | Страхов Алексей | 16:19:16 06/10/2013 | ||||||
| ||||||||
В нелинейных средах имеет значение пространственная длина импульса. Если она больше длины нелинейной среды, то в волновом уравнении можно опускать члены с производными амплитуды. Если нет, то нельзя и теор. анализ света в среде будет сложнее. | ||||||||
| 0 +0−0 | Roman Balagula | 14:49:03 06/10/2013 |
Вообще это не корректно: указывать импульсную мощность, которая, как характеристика, большого смысла не имеет. И не просто указывать, а еще и делать из этого сенсацию, мол, это круче всех ядерных реакторов планеты! Если длительность импульса исчисляется фемтосекундами, то толку с этих тераватт. Энергия импульса какая? | ||
| 0 +0−0 | Юлия Варламова | 21:29:41 05/10/2013 | ||||||
| ||||||||
А можно просто узнать длительность импульса этого лазера, без всего того мракобесия какое вы тут устроили? Ктонибудь читает по польски? | ||||||||
| 0 +0−0 | Райбек Тусупбеков | 18:59:39 05/10/2013 |
Интересно - это открытие даст импульс в развитии термоядерной энергетики? | ||
| 0 +0−0 | met0 | 08:04:22 05/10/2013 |
Польские специалисты... Юрий Степаненко... Хоть бы стыд, что ли имели... | ||
| 0 +1−1 | Трапезников Александр | 01:33:30 05/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Лазерное оружие никто не будет спонсировать? Вы уверенны? | ||||||||
| 0 +2−2 | bascadet | 00:11:44 05/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Это замечание кажется метким только для тех русских, которым очень жмут их национальные комплексы. Самые красивые женщины, самые быстрые танки и конечно самые умные ученые. | ||||||||
| 0 +0−0 | bascadet | 00:07:59 05/10/2013 | ||||||
| ||||||||
В России? Возможно. | ||||||||
| 0 +0−0 | Ещё один из *этих* | 22:21:02 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Хорошо, почитаю. Я тоже в GMT + 3 и тёплое море. Надеюсь мы в следующий раз опустим фазу троллинга и сразу будем общаться нормально. Спокойной ночи :) | ||||||||
| 0 +0−0 | Dmitry Millet | 22:19:08 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
PS. Читайте, потом расскажите свое ИМХО. А пока пора спать. +2 к GMT и теплое море поблизости - это не всякому дано -) | ||||||||
| 0 +0−0 | Ещё один из *этих* | 22:14:23 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Я согласен. Но это правильно в случае когда Вы рассматриваете процесс который длится сравнимый промежуток времени. На простом языке, поскольку Вы тоже говорите в терминах классической физики: кинетика, сила и т.п. На частицу действует некая сила в течение короткого промежутка времени, т.е. можно сказать что она получает импульс. В другом случае частица получает тот же импульс, но за немного более длинное время (т.е. меньшей силой). Но в обоих случаях речь идёт о фмт.сек. Приведу пример где именно мощность имеет значение: Предположим что при достаточно высоких энергиях частицы есть плотность вероятности во времени перехода в другие состояния, как то: распад, переход в возбуждённое состояние и т.п. Если интеграл этой плотности по промежутку фмт.сек. является значительным, т.е. если существует значительная амплитуда перехода в другое квантовое состояние в течение такого промежутка времени - то да, я согласен что есть разница. | ||||||||
| 0 +0−0 | Dmitry Millet | 22:08:56 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Это не формат форума. Хотите, посоветую литературу по физике плазмы? Вопросы теории плазмы, все выпуски. Классика. Уделите там внимание собственным колебаниям и волнам в плазме при отсутствии и присутствии магнитного поля. Конечно, можно устроить лекцию "для чайников" и здесь, но стоит ли? | ||||||||
| 0 +0−0 | Big Macintosh | 22:06:05 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Дьявол его знает как она будет отличаться! Физика плазмы это не та область где ответ прост. | ||||||||
| 0 +0−0 | Big Macintosh | 22:04:58 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Посмотрите про фентохимию: Ссылка на ru.wikipedia.org | ||||||||
| 0 +0−0 | Big Macintosh | 22:04:35 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Если вы рассматриваете кинетику отдельных частиц, то энергия импульса для вас играет второстепенную роль, вам важна сила, как функция времени. Т.е. с точки зрения киинетитические характеристик отдельных частиц у вас будет неэквивалентность. | ||||||||
| 0 +0−0 | Ещё один из *этих* | 22:02:38 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Подробней пожалуйста. Нагрев плазмы - о каком порядки промежутков времени речь? На всякий случай, если мой вопрос неясен. Есть некий объём плазмы удерживаемый в магнитном поле. Предположим что он облучается в одном случае мощным лазером, в другом - менее мощным, но со сравнимой энергией импульса. При этом в любом случае речь идёт о фентосекундах. Как будет отличаться температура плазмы в обоих случаях? | ||||||||
| 0 +0−0 | Big Macintosh | 21:55:35 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Я бы скорее спросил, что значит нагреть объем вещества. При такой мощности произойдет кардинальная перестройка внутренней структуры мишени и сама эта перестройка уже интересный процесс для изучения, т.к. протекает при экстремальных условиях. | ||||||||
| 0 +0−0 | Dmitry Millet | 21:54:57 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Нагрев квазистационарной плазмы в магнитном поле при определенных условиях -) Кроме того, энергию импульсов можно перераспределять по времени с помощью плазменных процессов. Надеюсь, на этом ненужная и непродуктивная научная часть наших дискуссий может быть закончена? | ||||||||
| 0 +0−0 | Ещё один из *этих* | 21:51:46 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Понимаю. Предположим что есть лазер с меньшей мощностью, но сравнимой энергией импульса. Т.е. больше протяжённость импульса, но при этом речь всё ещё идёт о фентосекундном лазере. В каких конкретных ситуациях это будет не эквивалентно? Я имею ввиду, какие конкретно изучаемые процессы имеют период сравнимы с фмт.сек. | ||||||||
| 0 +0−0 | Ещё один из *этих* | 21:50:40 04/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Нет. "выделение энергии в единицу времени" - это неполный ответ. Он будет полным в тот момент когда Вы опишите процесс для которого фмт.сек. - это значительный промежуток времени. | ||||||||