Зачем нужны лазерные установки сверхвысокой мощности которые строятся в ведущих исследовательских центрах всего мира.
Первые источники когерентного излучения были созданы в середине 1950-х годов, и сразу же стала понятна их важность для фундаментальной физики и технологии, ведь даже первое поколение лазеров было способно создавать электромагнитные поля такой силы, которая прежде не могла быть достигнута в стационарных лабораторных условиях.
Уже в 1960-1970-е годы были предложены многочисленные проекты применения лазерных установок в фундаментальной физике. Среди них можно отметить лазерный термоядерный синтез и рождение антивещества из вакуума.
С тех пор развитие лазерной техники непрерывно развивалось.
Характеристики лазерных установок улучшились во много крат, и теперь лазеры превратились из уникальных приборов в относительно недорогие промышленные агрегаты.
Эти приборы применяются например:
— в сварке и резке материалов
— в хирургии и диагностике
— в некоторых военных приложениях
Помимо этого лазеры являются основным элементом многих физических лабораторий.
Лзаеры применяют для сверхточных измерений микроскопических расстояний и временных промежутков. В 2015 году LIGO и VIRGO смогли «поймать» гравитационные волны. И стали лауреатами Нобелевской премии по физике. Благодаря возможности измерять время с такой точностью, можно измерять локальные изменения гравитационного поля Земли, что помогает в поиске месторождений.
Так же еще более плотное сжатие вещества лазерным лучом позволит разогреть его до температур в сотни миллионов градусов, при которых возможно возникновение управляемой реакции термоядерного синтеза. Эту задачу человечество решает уже более 60 лет. Мы умеем использовать термоядерную энергию в бомбе, но применять в мирных целях пока нет. Это связано с невозможностью удержания и утилизации колоссальной энергии, которая выделяется при термоядерной реакции.
Преимущества термоядерных реакторов по сравнению с атомными:
— запасов дейтерия хватит человечеству на миллионы лет использования- это практически бесконечный запас энергии.
— термоядерная энергия позволит создать новые двигатели, что позволит доставить людей в самые отдаленные уголки Солнечной системы и за ее пределы
Лазеры могут ускорять заряженные частицы,к преимуществам этого процесса относится:
— возможность ускорять электроны и ионы одновременно,
— гораздо меньшие размеры лазерных ускорителей
— меньшая стоимость стоимость лазерных ускорителей, по сравнению с обычными,
— возможность достигать рекордных величин ускорения
— возможность воздействовать на плотные сгустки плазмы.
Увеличение максимальной интенсивности лазерного излучения еще на 3-4 порядка поможет создать совершенно уникальные условия, в которых образуется сверхплотная электрон-позитрон-фотонная плазма – объект, который мог существовать при зарождении Вселенной. В такой плазме электромагнитное излучение настолько сильно связано с веществом, что обычные законы электродинамики, в том числе квантовой, теряют применимость.
Строительство лазерных установок, обеспечивающих столь высокую интенсивность излучения – дело близкого будущего. Работы по исследованию поведения вещества и вакуума при сверхвысоких интенсивностях ведутся уже сейчас.
МИФИ активно сотрудничает со многими лазерными лабораториями.