Учені створили найкоротший у світі лазер: де тепер його застосують

Такого результату домоглися вчені з Вісконсинського університету в Мадісоні, вперше продемонструвавши потужний новий тип лазерного ефекту, повідомляє interestingengineering.com.

За словами дослідників, вони спостерігали сильні явища лазерної генерації у внутрішній рентгенівській лазерній оболонці і змогли змоделювати і розрахувати, як вона розвивається. Причому під час розрахунків рентгенівських імпульсів, що виходять, може йтися про аттосекунди (одна аттосекунда дорівнює одній мільярдній від мільярдної частини секунди — 10^-18 секунди). Щоб було зрозуміліше, вчені пропонують уявити, що аттосекунда стосовно однієї секунди приблизно відповідає тій самій шкалі часу, яку одна секунда має стосовно віку нашого Всесвіту з моменту Великого вибуху. Між іншим, за сучасними уявленнями, вік Всесвіту становить 13,799 ± 0,021 мільярда років.

Лазерний експеримент

Дослідники ставили собі завдання створити щільно сфокусовані імпульси рентгенівського лазера (XFEL) на зразках міді або марганцю. Хоча ці імпульси були трохи безладними, вони були дуже інтенсивними.

Зразок потім випромінював рентгенівське світло в тому ж напрямку, що і вхідний імпульс. Це світло було розподілене за довжиною хвилі і проаналізоване детектором.

Таким чином команда підтвердила, що відбувається стимульоване випромінювання, а також помітила несподівану закономірність — замість плавного сигналу детектор інколи показував яскраві крапки.

Використовуючи тривимірне моделювання, вчені виявили, що під час проходження рентгенівських променів через зразок вони утворюють нитки, що і пояснює цей незвичайний ефект. Далі, коли фахівці збільшили інтенсивність вхідного імпульсу, вони спостерігали несподіване спектральне розширення разом із кількома спектральними лініями.

У результаті команді вдалося згенерувати імпульси стимульованого випромінювання, які тривали всього від 60 до 100 аттосекунд, ставши найкоротшим коли-небудь зареєстрованим імпульсом жорсткого рентгенівського випромінювання. Найкоротший імпульс м'якого рентгенівського випромінювання, виявлений кілька років тому дослідниками зі Швейцарської вищої технічної школа Цюріха, тривав 43 аттосекунди.

М'яке рентгенівське випромінювання відрізняється від жорсткого своєю проникаючою здатністю. М'яке випромінювання має меншу енергію і тому може використовуватися в медицині (наприклад, для отримання рентгенівських знімків). У жорсткого випромінювання енергія набагато більша, і його застосовують у промисловості та техніці, а також у лікуванні важких захворювань — наприклад, під час променевої терапії.

Раніше стало відомо, що Китай вдарив лазером по Місяцю. Той запуск лазерного променя показав, що вимірювання відстані до найближчого супутника Землі можна проводити з високою точністю навіть у денний час.

Також Фокус повідомляв, що в США запустили найпотужніший у світі лазер. Йшлося про передову лазерну установку ZEUS, що вийшла на показник двох петаватт (2 квадрильйони ват) пікової потужності.