В России разработана адаптивная оптическая система для сверхмощной 12-ти канальной лазерной установки. Этот научный проект класса «Мегасайнс» под названием XCELS должен быть создан на базе Национального центра физики и математики (НЦФМ) к 2030 году. Ученые планируют сфокусировать лазерные лучи с помощью новой оптики в одной точке и добиться максимального воздействия в 200 ПВт на вещество. Результатом могут быть новые открытия в области преобразования энергии в материю.
Лазерную установку XCELS планируют создать в городе Саров (Нижегородская область). Отцами-основателями сверхсложного российского проекта являются президент Российской академии наук Александр Сергеев и иностранный член РАН нобелевский лауреат Жерар Муру.
Суперлазер XCELS должен достичь экстремальных величин напряженности электромагнитного поля. Из теоретических расчетов следует, что напряженность поля увеличится на порядок если разбить мощный лазер на несколько, а затем сложить их определенным образом.
Именно поэтому основа установки XCELS представляет собой 12 синхронизированных каналов, что позволит создать экстремально сильное электромагнитное поле в области фокусировки. Полученная мощность излучения в 200 ПВт станет мировым рекордом.
«Эта установка позволит проводить фундаментальные исследования, которые нам, ученым, позволят сделать шаг в еще не изведанное, в область экстремально сильных световых полей. Какая физика там будет, пока думают только теоретики», — объяснял руководитель проектного офиса «Наука и инновации» госкорпорации «Росатом» Андрей Аникеев.
Задачи, которые будет решать суперлазер, стоят на переднем крае мировой науки и тесно переплетены с астрофизикой. Например, планируется исследовать невероятное преобразование электромагнитной энергии в материю. Это происходит в результате ускорения фотонов, электронов и позитронов в лазерном поле — таким образом зарождается плазма.
Это явление называется квантово-электродинамическим каскадом. Потенциально, подобное может происходить вблизи полярных шапок нейтронных звезд.
Сейчас ученые Национального центра физики и математики (НЦФМ) и Росатома создали адаптивную оптическую систему, которая может быть использована для мегалазера XCELS. О потенциальном применении новой оптики в проекте заявил его отец-основатель Александр Сергеев.
Оптическая установка позволит получить «максимально острую фокусировку» лазера XCELS. Установка должна задать волновые фронты всех двенадцати каналов лазерного излучения.
Однако новая оптика может послужить не только в этом проекте. В адаптивной оптической системе используются программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Ввиду своей конструкции установка позволяет быстро компенсировать влияние атмосферных искажений на лазерное излучение. Подобные возможности могут использоваться для получения четких изображений в ходе астрономических наблюдений.
Следите за новостями в наших социальных сетях: ВКонтакте и Telegram.