과학자들은 가장 높은 강도의 레이저 펄스를 만들었습니다.

한국의 과학자들은이 분야의 연구자들이 수십 년 동안 노력해온 물리학의 중요한 시대에 도달하여 기록적인 초 고강도 레이저를 만들었습니다.

평방 센티미터 당 1023 와트 이상의 펄스 강도는 작은 표적에 빔을 정밀하게 초점을 맞추고 천체 물리학에서 암 치료에 이르기까지 연구 분야에서 완전히 새로운 가능성을 열어주는 첨단 광학 시스템의 결과입니다.

성과는 한국 상대주의 레이저 과학 센터 (CoReLS)의 연구자들이 수행 한 것인데, 이들은 이전에 최고 성능을 기록한 미시간 대학교에서 헤라클레스 레이저의 성능을 개선하기 위해 10 년 이상 노력해 왔습니다. .

이 장비는 1022W / cm2의 강도로 빔을 생성 할 수 있으며, 거의 20 년 동안 과학자들은이를 능가하고 포착하기 어려운 목표 인 1023W / cm2의 레이저 빔에 도달하기 위해 노력해 왔습니다. CoReLS 연구진은 4 페타 와트 초고 출력 펨토초 레이저와 빔을 증폭하고 초점을 맞추는 고도로 정교한 광학 시스템으로이를 달성했습니다.

이 시스템은 일련의 변형 가능한 거울을 사용하여 왜곡을 수정하고 파면이 엄격하게 제어되는 레이저를 생성 한 다음 대형 비축 포물선 거울을 사용하여 폭이 1.1 마이크로 미터에 불과한 대상에 28cm 레이저 빔을 초점을 맞 춥니 다. 직경. 인모.

그런 다음 과학자들은 카메라와 파면 센서를 사용하여 반사 된 레이저 빔을 이미지화하고 측정했는데, 이는 지구에 도달하는 모든 햇빛을 10 미크론 크기의 한 지점에 집중시키는 것만 큼 강렬하다고 말했습니다.

“이 고강도 레이저는 우리가 실험실에서 전자-광자 및 광자-광자 산란과 같은 천체 물리 현상을 조사 할 수있게 해줄 것입니다.”CoReLS의 이사이자 광주 과학 기술원 교수 인 남창희는 말합니다.

"우리는이 레이저 펄스를 사용하여 이론적 아이디어를 실험적으로 검증하고 접근 할 수 있으며, 그중 일부는 거의 100 년 전에 처음 제안되었습니다."

이러한 아이디어 중 일부는 극도로 에너지가 넘치는 우주선에 기여하는 것으로 여겨지는 고장 양자 전기 역학과 관련이 있으며, 다른 일부는 집에 좀 더 가까운 문제를 해결합니다. 오늘날 암에 대한 방사선 치료에는 거대한 방사선 차폐가 필요한 가속기에서 생성 된 고 에너지 양성자가 포함되지만 레이저를 사용하여 이러한 양성자를 생성하면 이러한 시스템을 더 저렴하게 만들 수 있으므로 훨씬 더 저렴합니다.

“이 고강도 레이저 펄스는 우리가 새롭고 복잡한 과학, 특히 이론가들이 주로 점유해온 고장 양자 전기 역학을 다룰 수있게 해줄 것입니다.”라고 그들은 말합니다. "천체 물리 현상을 더 잘 이해하는 데 도움이 될뿐만 아니라, 암을 치료하기 위해 고 에너지 양성자를 사용하는 새로운 방사선 치료 원을 개발하는 데 필요한 정보를 제공 할 수도 있습니다."

이 연구는 Optica 저널에 게재되었습니다.

작가: Vitalii Babkin