Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Centrum in Roemenië onderzoekt de krachtigste laser ter wereld

Het Roemeense onderzoekscentrum herbergt de krachtigste laserstraal ter wereld.

"Klaar? Signaal verzonden!" In de controlekamer van een onderzoekscentrum in Roemenië activeert ingenieur Antonia Toma 's werelds krachtigste laser, die revolutionaire vooruitgang belooft in alles, van de gezondheidssector tot de ruimtevaart.



De laser in het midden, vlakbij de Roemeense hoofdstad Boekarest, wordt beheerd door het Franse bedrijf Thales, waarbij gebruik wordt gemaakt van Nobelprijswinnende uitvindingen.

De Franse Gerard Mourou en Donna Strickland uit Canada hebben in 2018 de Nobelprijs voor de Natuurkunde gewonnen voor het benutten van de kracht van lasers voor geavanceerde precisie-instrumenten in corrigerende oogchirurgie en in de industrie.

"De scherpe bundels laserlicht hebben ons nieuwe mogelijkheden gegeven om onze kennis over de wereld te verdiepen en vorm te geven", aldus het citaat van de Nobelacademie.

In het midden, vóór een muur van schermen die lichtstralen weergeven, controleert Toma een reeks indicatoren voordat hij begint met aftellen.

Aan de andere kant van het glas herbergen lange rijen rode en zwarte dozen twee lasersystemen.

"Ik zal niet liegen. Van tijd tot tijd kunnen de dingen een beetje stressvol worden", vertelde de 29-jarige Toma aan AFP tijdens een recent persbezoek ter plaatse.

"Maar het is ook erg leuk om hier te werken. En we zijn erg blij dat we resultaten boeken", terwijl teams van internationale onderzoekers naar het centrum komen, voegde ze eraan toe.

De krachtigste laser ter wereld is gebaseerd op chirped pulse amplification (CPA).

'Ongelooflijke odyssee'

Nobelprijswinnaar Mourou bekende dat hij “erg ontroerd” was door zijn “ongelooflijke odyssee” – van de Verenigde Staten, waar hij dertig jaar doorbracht, naar de verwezenlijking van dit project in Europa.

Het ontstond in de jaren 2000 uit het Infrastructure ELI-project van de Europese Unie.

“We beginnen met een klein lichtgevend zaadje met heel, heel weinig energie, dat miljoenen en miljoenen keren zal worden versterkt”, zegt Mourou (79), in een poging een idee te geven van de “enorme stap die is gezet”, de “fenomenale krachten” die zijn bereikt. .

Wetenschappers hebben er altijd naar gestreefd om krachtigere lasers te maken.

Halverwege de jaren tachtig liepen ze echter tegen een muur aan, omdat ze het vermogen niet konden vergroten zonder datgene te vernietigen wat de straal versterkte.

Dat was het moment waarop Mourou en zijn toenmalige student Strickland een techniek uitvonden genaamd Chirped-Pulse Amplification (CPA), die erin slaagde het vermogen te vergroten terwijl de intensiteit veilig bleef.

Het werkt door een ultrakorte laserpuls in de tijd uit te rekken, te versterken en weer samen te knijpen, waardoor de kortste en meest intense laserpulsen ontstaan ​​die de wereld ooit heeft gezien.

Het wordt al toegepast bij corrigerende oogchirurgie, maar het heeft ook de weg geopend voor wetenschappers om de grenzen van laservermogen te blijven verleggen.

"We zullen deze ultra-intensieve pulsen gebruiken om veel compactere en goedkopere deeltjesversnellers te produceren" om kankercellen te vernietigen, zei Mourou.

Voor Mourou wordt de 21e eeuw het tijdperk van de laser.

Leeftijd van de laser

Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer de behandeling van kernafval door de duur van de radioactiviteit ervan te verkorten, of het opruimen van het puin dat zich in de ruimte ophoopt, voegde hij eraan toe.

Voor Mourou zal de 21e eeuw, net zoals de vorige eeuw die van het elektron was, die van de laser zijn.

De omvang van de operatie in het onderzoekscentrum is duizelingwekkend.

Het systeem is in staat om in ultrakorte tijd, in de orde van een femtoseconde (een miljoenste van een miljardste van een seconde), een piek van 10 petawatt (10 tot de kracht van 15 watt) te bereiken.

Er was "450 ton aan apparatuur" nodig – zorgvuldig geïnstalleerd – om een ​​"uitzonderlijk prestatieniveau" te bereiken, zegt Franck Leibreich, directeur laseroplossingen bij Thales.

Het hightech gebouw waarin het centrum is gevestigd, kostte 320 miljoen euro, voornamelijk gefinancierd door de EU.

Thales bestempelt dit als de grootste investering ooit in wetenschappelijk onderzoek in Roemenië.

Ondertussen zijn landen als Frankrijk, China en de Verenigde Staten al bezig met hun eigen projecten om nog krachtigere lasers te produceren.

© 2024 AFP