Japonci úspěšně vypálili z nejvýkonnějšího laseru světa  
Laser LFEX Ósacké univerzity vytvořil rekordní puls o délce jedné pikosekundy, vyzářil 2 petawatty.

 

Nitro laseru LFEX. Kredit: Junji Kawanaka.
Nitro laseru LFEX. Kredit: Junji Kawanaka.

Lasery od svého vzniku urazily dlouhou cestu. Fungují na stále stejném osvědčeném principu, ale stále překonávají nové rekordy. Japonský tým Junjiho Kawanaky z Institutu laserového inženýrství Univerzity v Ósace před pár dny ohlásil pozoruhodný světový rekord laserových technologií. Zatím není k dispozici mnoho informací, i tak ale tenhle výkon stojí za pozornost.

Junji Kawanaka. Kredit: Osaka University.
Junji Kawanaka. Kredit: Osaka University.

Ze svého laseru LFEX (Laser for Fast Ignition Experiments) vypálili puls, který byl sice extrémně krátký – trval jednu pikosekundu (10-12), zato ale vyzářil 2 petawatty (10 15). Jeden petawatt tedy odpovídá jedné biliardě wattů. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) naše planeta v roce 2012 spotřebovala celkem 155,5 petawatthodin energie.

Kawanakův tým svým rekordním pulsem vstoupil do vybrané společnosti ultrarychlých a vysokoenergetických laserů, jako jsou třeba americké systémy Berkeley Lab Laser Accelerator (BELLA) nebo Texas Pettawatt Laser. Jejich laser LFEX představuje 100 metrů dlouhý optický systém, v němž se opakovaně zesiluje výkon vytvářeného laserového paprsku. Je to docela paradoxní, že vzhledem k extrémně krátké době trvání laserového pulsu LFEX laser spotřebuje vlastně jen pár joulů energie, asi tolik, co potřebuje mikrovlnka k pár sekundám provozu.

Laserový systém LFEX. Kredit: Junji Kawanaka.
Laserový systém LFEX. Kredit: Junji Kawanaka.


Kawanaka a spol. se nechali slyšet, že momentální sestava LFEX je teprve začátkem. Už plánují ještě silnější lasery, s nimiž by chtěli dosáhnout výkon 10 petawattů. Nejsou v tom sami, lasery s podobným výkonem chtějí postavit i jinde, například v Evropě nebo Číně. Kdyby se to povedlo a vědci mohli s tak výkonnými lasery dělat vědu, tak by to mohlo vést k průlomům třeba ve výzkumu fúze, vývoji nových materiálů, nanotechnologiích a samozřejmě také v částicové fyzice.

Texas Pettawatt Laser. Kredit: UT Austin.
Texas Pettawatt Laser. Kredit: UT Austin.


Petawattové lasery sice ohromují publikum, ale upřímně řečeno, jsou to zatím jenom takové drahé hračky. Jejich praktické využití je asi ještě dost daleko. Pokud by v Ósace chtěli spustit současný laser LFEX o výkonu 2 petawatty v nepřetržitém provozu, tak by na to potřebovali víc energie, než kolik je teď schopna vyrobit celá naše planeta. Jak se zdá, na superlasery pro výzbroj bitevních planetek z Hvězdných válek si ještě budeme muset počkat.



Literatura
Gizmag 30. 7. 2015, Phys.Org 29.7. 2015.

Datum: 31.07.2015
Tisk článku

Nové pohledy na neinvazivní laser - Navrátil Leoš, kolektiv
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 149 Kč
cena: 127 Kč
Nové pohledy na neinvazivní laser
Navrátil Leoš, kolektiv
Související články:

Zařízení NIF odpálilo rekordní 500-terawattový zášleh laseru     Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2012)
Skládáním laserů můžeme zmenšit urychlovače z kilometrů na metry     Autor: Stanislav Mihulka (30.05.2014)
Nanoflíčkové plazmonické antény na čipu porážejí lasery     Autor: Stanislav Mihulka (27.07.2015)



Diskuze:

jak přesně lze synchronizovat časově a prostorově např. odpal 4 laserů do 1 bodu?

Josef Hrncirik,2015-08-01 10:32:22

Odpovědět

jaká je opakovací frekvence pulzů

Josef Hrncirik,2015-08-01 10:27:31

jaká je účinnost převodu energie do pulzu, jaká je vlnová délka, plocha dopadu v ohnisku a divergence paprsku?

Odpovědět


rozhodují především W/cm2 dokonalá synchronizace

Josef Hrncirik,2015-08-17 19:00:20

a symetrie při snaze o implozi s maximální kulovou symetrií do konce pulzu

Odpovědět

Ach tie jednotky

Tomáš Štec,2015-07-31 23:05:22

Asi ťažko vyžiari 2 PW energie. Energia, keď už, tak vo Ws. Jasné, výkon pulzu 2 PW, pulz 1 ps => energia 2 kJ. (No alebo teda 2 Ws, aby bolo po vašom.)

Odpovědět


Re: Ach tie jednotky

Ondi Vo,2015-08-01 03:26:58

Drobounký překlep : 2kJ = 2kWs
Jinak s vámi souhlasím, vždy mne bodne u srdce, když vidím v textu o energii konkrétní údaj ve watech. Připadá mi to, jako kdyby v nějakém motoristickém časopise uvedli výkon motoru v hodnotě třeba 4 litry benzínu super, nebo "energie jednoho litru nafty je 25 koní".

Snad ještě pro ilustraci - vyzářená energie onoho laseru by (při 100% přeměně v elektrickou) rozsvítila 100W žárovku na 20 sekund.
Nebo jinak - běžný tužkový akumulátor, když je nabit, 2,4Ah 1,2V má v sobě 5 krát víc energie, než onen paprsek toho superlaseru.

Odpovědět


Re: Re: Ach tie jednotky

Juraj Chovan,2015-08-01 10:50:26

Ono treba povedať že u tohto typu laserov nejde o to vyžiariť čo najviac energie, ale naopak, s čo najväčšou úsporou energie dosiahnuť čo najvyšší okamžitý výkon.

Práve toto je kritické napríklad pri budúcom využití vo fúznych reaktoroch, kde v ultrakrátkom okamžiku a s minimom dodanej energie potrebujeme vyvinúť čo najväčší tlak na kvapôčku zmesi deutétia a trícia a stlačiť ju dostatočne na zapálenie fúznej reakcie.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace