Специалисты ядерного университета МИФИ уже больше 10 лет ведут работу над проектом мирового уровня — мощнейшей лазерной установкой, способной генерировать экстремально короткие импульсы света. Разработка обещает стать прорывом в современной науке и технологиях, открыв новые перспективы для исследований в области физики плазмы, ядерной физики и других.
Уникальность ЭЛЬФа
Разработка экспериментальной лазерно-физической установки (сокр. «ЭЛЬФ», от англ. ELF — Experimental Laser Facility) началась в 2015 году. Через 6 лет проект получил правительственную поддержку, как одна из самых интересных разработок в рамках программы стратегического лидерства «Приоритет-2030».
Сейчас ученые университета МИФИ заканчивают работу над лазерной установкой. Ведется подготовка помещений и монтаж системы климат-контроля. Работа с мощными лазерами требует поддержания определенной температуры, влажности и концентрации пыли в воздухе. В 2025 году планируется физический запуск ЭЛЬФа.
Идея проекта заключается в создании лазера с «пользовательским интерфейсом» для исследований ученых, включая проектирование ядерного оружия. Также ЭЛЬФ будет незаменим в моделировании процессов сверхновых звезд и обучении студентов-физиков-экспериментаторов.
«Камера вакуума внутри закрытого пространства лазерного комплекса "ЭЛЬФ" выполняет три основные функции: получение научных результатов, обучение студентов и включение университета в мировую научную повестку», — прокомментировали разработчики.
Установка создается на базе существующей килоджоульной лазерной установки «Луч» с использованием оригинальной схемы усиления лазерного излучения. Однако уникальность 24-метрового лазера в том, что он позволяет при одинаковом количестве элементов создавать лазерный импульс с энергией в 6 килоджоулей. Это в 6 раз больше, чем у «Луча». Для аналогичных аппаратов это был недостижимый уровень.
«У установки планируется два канала, один будет генерировать импульс с длительностью 5-20 наносекуд, другой — с пикосекундной длительностью импульсов, и это тоже делает устройство уникальным: в мире вообще ощущается дефицит лазеров килоджоульной мощности. Установок, в которых можно было бы одновременно использовать два пучка нано- и пикосекудной длительности, нет совсем. Уникальные свойства “ЭЛЬФа” позволят ему работать в исследованиях, недоступных для других существующих лазерных установок, изучать свойства материалов при высокоскоростном деформировании, распространение в веществе ударных волн, изучать многие свойства горячей плазмы, которые могут пригодиться и астрофизикам, и при проектировании термоядерных реакторов», — рассказывает директор Института лазерных и плазменных технологий МИФИ, профессор Андрей Кузнецов.
Мощность 6 кДж можно сравнить с мощностью взрыва небольшого фейерверка или с энергией, высвобождаемой при выстреле из некоторых видов огнестрельного оружия. Только не стоит забывать, что в случае с ЭЛЬФом речь идет о наносекудах и пикосекундах, а наносекунда по времени гораздо меньше, чем вспышка молнии.
Перспективы развития
«В 2025 году на ЭЛЬФе должны запустить первый канал — длинноимпульсный (7 кДж за 3–20 наносекунд), в 2028‑м — короткоимпульсный (200 Дж за 0,7–1 пикосекунду). После этого лазер с полным правом можно будет назвать уникальным: в мире пока нет источников, одновременно выдающих в двух пучках разной длительности поток когерентных фотонов с энергией несколько килоджоулей в импульсе», — отметил профессор Андрей Кузнецов.
Лазер также будет использоваться как источник фотонов, создающий импульсы с возможностью настройки энергии, спектра, длительности и временной формы импульса по запросу пользователей. Это очень актуально в современном мире, поскольку существует острая нехватка лазерных установок такой мощности.
Российские ученые вновь справились с практически невыполнимой задачей и создали фактически мифическую установку с соответствующим названием.
Автор:
Колесова Дарья
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Экстренные новости будут в закреплённых сообщениях.