韓国の科学者は、この分野の研究者が何十年にもわたって努力してきた物理学の重要な時代に到達し、記録的な超高強度レーザーを生み出しました。
1平方センチメートルあたり1023ワットを超えるパルス強度は、ビームを小さなターゲットに正確に集束させ、天体物理学から癌治療までの研究分野でまったく新しい可能性を開くハイテク光学システムの結果です。
その成果は、ミシガン大学でヘラクレスレーザーの性能を改善するために10年以上働いてきた韓国相対論的レーザー科学センター（CoReLS）の研究者の仕事であり、これまで最高の性能を記録してきました。 。
この装置は、1022 W / cm2の強度のビームを生成することができ、ほぼ20年間、科学者はそれを超えて、とらえどころのないターゲットである1023 W / cm2のレーザービームに到達するために取り組んできました。 CoReLSの研究者は、4ペタワットの超高出力フェムト秒レーザーと、ビームを増幅および集束するための高度な光学システムを使用してこれを実現しました。
このシステムでは、一連の変形可能なミラーを使用して歪みを補正し、厳密に制御された波面を持つレーザーを作成します。次に、大きな軸外し放物面鏡を使用して、28cmのレーザービームを幅わずか1.1マイクロメートルのターゲットに焦点を合わせます。直径。人間の髪。
その後、科学者たちはカメラと波面センサーを使用して、反射したレーザービームを画像化し、測定しました。これは、地球に到達するすべての太陽光をわずか10ミクロンのサイズのスポットに集中させるのと同じくらい強力であると彼らは言いました。
「この高強度レーザーにより、実験室での電子-光子や光子-光子散乱などの天体物理学的現象を調査することができます」と、CoReLSのディレクターで光州科学技術院のチャンヒーナム教授は述べています。
「このレーザーパルスを使用して、理論的アイデアを実験的に検証し、アクセスすることができます。その一部は、ほぼ1世紀前に最初に提案されました。」
これらのアイデアのいくつかは、非常にエネルギーの高い宇宙線に寄与すると考えられている高磁場量子電気力学に関係していますが、他のアイデアは、少し家に近い問題に取り組んでいます。今日の癌の放射線療法には、巨大な放射線シールドを必要とする加速器によって生成される高エネルギー陽子が含まれますが、レーザーを使用してこれらの陽子を生成すると、そのようなシステムがより安価になり、したがってはるかに手頃な価格になります。
「この高強度レーザーパルスは、新しく複雑な科学、特に主に理論家によって占められてきた高磁場量子電気力学に取り組むことを可能にします」と彼らは言います。 「私たちが天体物理学的現象をよりよく理解するのを助けることに加えて、それはまた、癌を治療するために高エネルギー陽子を使用する放射線療法の新しい源を開発するために必要な情報を提供することができます。」
この研究は、ジャーナルOpticaに掲載されました。
2021-05-09 06:32:51
著者: Vitalii Babkin