Livermore National Laboratory. E. Lawrence (LLNL) hat zusammen mit dem tschechischen Unternehmen ELI-Beamlines eine Vereinbarung über die gemeinsame Schaffung einer leistungsstarken Laseranlage getroffen. Auf Basis eines amerikanischen Projekts in Tschechien ist bereits ein L3-HAPLS-Laser mit einer Leistung von 0,5 Petawatt entstanden und in Betrieb. Die neue Kooperation wird die Laserleistung auf 1 Petawatt steigern und in Zukunft um eine Größenordnung und sogar um zwei Größenordnungen steigern. Das ist für die Wissenschaft enorm wichtig.
Das High-Repetition-Rate Advanced Petawatt Laser System (HAPLS) wurde 2017 von der tschechischen Firma ELI-Beamlines entwickelt. Das Laserprojekt wurde im LLNL-Labor entwickelt, wo auch die wichtigsten Geräte für diese Installation erstellt wurden. Während der L3-HAPLS-Demonstration am 3. Februar 2021 machten ELI-Beamlines erhebliche Fortschritte, arbeiteten mit etwa einem halben Petawatt und erzeugten komprimierte Impulse von 13,3 Joule und einer Dauer von 27,3 Femtosekunden bei einer Wiederholrate von 3⅓ Hertz und einer durchschnittlichen Leistung von 44 Watt . Im nächsten Schritt soll die Modernisierung die Momentanleistung verdoppeln bei gleichzeitiger Beibehaltung der Pulsdauer im Bereich von 30 Femtosekunden und einer Repetitionsrate von mindestens 10 Hz.
„Gemäß den Bedingungen der Vereinbarung wird LLNL ELI-Beamlines fachliche Unterstützung, Analyse und Planung sowie spezielle Ausrüstung und Ersatzteile zur Verfügung stellen, um die Leistung zuverlässig zu steigern und L3-HAPLS mit vollen Betriebsparametern zu betreiben. ELI-Beamlines wird geschultes Personal und Spezialisten bereitstellen, um die zur Leistungssteigerung erforderliche Ausrüstung zu testen, zu experimentieren und abzustimmen“, sagte LLNL in einer Pressemitteilung.
Das europäische Projekt Extreme Light Infrastructure (ELI) umfasst die Schaffung des weltweit stärksten Lasers mit einer Momentanleistung von 100 Petawatt pro Impuls. Die Anlagen entstehen an drei Standorten: in Rumänien, Ungarn und Tschechien. In Tschechien kooperiert das lokale Unternehmen ELI-Beamlines mit Wissenschaftlern aus den USA.
Leistungsstarke Laser werden heute als wichtigstes Werkzeug für die Entwicklung der Grundlagenwissenschaften benötigt. Sie ermöglichen Experimente mit schnellen Prozessen in den Bereichen der klassischen Physik, Chemie, Quantenmechanik und anderen. Die Energien in jedem Laserpuls sind so groß, dass sie möglicherweise in der Lage sind, bisher unbekannte Materie zu synthetisieren. Laser geben auch Hoffnung für den Start einer kontrollierten thermonuklearen Fusionsreaktion.
Heute sind chinesische Wissenschaftler führend in der Entwicklung leistungsstarker Lasersysteme. Vor einem Jahr pumpte das Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics sein Lasersystem auf über 10 Petawatt. Den Chinesen folgen Forscher aus der Republik Korea, die sich einer Leistung von etwa 5 Petawatt genähert haben.
2022-02-08 13:37:36
Autor: Vitalii Babkin