Der stärkste Laserstrahl der Welt.

In Rumänien kann ein Laser im Forschungszentrum von Thales für einen sehr kurzen Zeitraum eine Spitzenleistung von 10 Petawatt erreichen.

Das Forschungszentrum beherbergt den leistungsstärksten Laser der Welt. Foto: AFP — Das Forschungszentrum beherbergt den leistungsstärksten Laser der Welt . Foto: *AFP*

Im Kontrollraum eines Forschungszentrums in Rumänien aktivierte die Ingenieurin Antonia Toma den weltweit stärksten Laserstrahl und versprach damit eine Revolution in Bereichen von der Medizin bis zur Raumfahrt. Die Laseranlage in dem Zentrum nahe der rumänischen Hauptstadt Bukarest wird vom französischen Unternehmen Thales betrieben und nutzt eine mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Erfindung, wie die AFP am 31. März berichtete. Die Forscher Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada) erhielten 2018 den Nobelpreis für Physik für die Nutzung der Laserenergie zur Entwicklung hochpräziser Geräte für die Augenchirurgie und industrielle Anwendungen.

Im Zentrum, vor einer Wand mit Strahlanzeigebildschirmen, prüft Toma verschiedene Kontrollgeräte, bevor er den Countdown startet. Auf der anderen Seite des Glases beherbergen lange Reihen roter und schwarzer Kästen zwei Lasersysteme. Die Dimensionen des Betriebs im Forschungszentrum sind enorm. Das System kann für einen ultrakurzen Zeitraum von Femtosekunden (eine Femtosekunde entspricht einer Billiardstel Sekunde) eine Spitzenleistung von 10 Petawatt (ein Petawatt entspricht 10¹⁵ Watt) erreichen. Laut Franck Leibreich, Geschäftsführer Laserlösungen bei Thales, mussten die Ingenieure 450 Tonnen Ausrüstung sorgfältig installieren, um diese außergewöhnliche Leistung zu erzielen.

Mourou gab zu, tief bewegt von der außergewöhnlichen Reise von den Vereinigten Staaten, wo er 30 Jahre lang gearbeitet hatte, bis hin zur Verwirklichung des Projekts in Europa. Das Projekt entstand in den 2000er Jahren aus dem größeren ELI-Infrastrukturprojekt der Europäischen Union.

Das Hightech-Gebäude, in dem das Forschungszentrum untergebracht ist, kostete 350 Millionen US-Dollar und wurde größtenteils von der Europäischen Union finanziert. Laut Thames handelt es sich dabei um die größte Investition in die wissenschaftliche Forschung in Rumänien. Parallel dazu treiben Länder wie Frankreich, China und die USA eigene Projekte zur Entwicklung noch leistungsstärkerer Laser voran.

Wissenschaftler haben stets versucht, noch leistungsstärkere Laser zu entwickeln. Mitte der 1980er-Jahre stießen sie jedoch auf ein Problem: Eine Leistungssteigerung war nicht möglich, ohne die Strahlverstärkung zu beeinträchtigen. Daraufhin entwickelten Mourou und sein damaliger Student Strickland die sogenannte Chirped-Pulse-Amplification (CPA), ein Verfahren, das eine sichere Leistungssteigerung und -verstärkung ermöglichte.

Dieses Verfahren funktioniert durch die Dehnung, Verstärkung und anschließende Kompression eines ultrakurzen Laserpulses. So entsteht der kürzeste und stärkste Laserpuls der Welt. CPA wurde bereits in der Augenchirurgie eingesetzt und könnte Wissenschaftlern den Weg ebnen, die Grenzen der Lasertechnologie weiter zu verschieben. „Wir werden diesen extrem leistungsstarken Puls nutzen, um kompaktere und kostengünstigere Teilchenbeschleuniger zu entwickeln“, sagte Mourou, „um Krebszellen zu zerstören.“

Weitere mögliche Anwendungsgebiete umfassen die Aufbereitung radioaktiver Abfälle durch Verkürzung ihrer radioaktiven Lebensdauer oder die Beseitigung von Weltraumschrott. Für Mourou gehörte das vergangene Jahrhundert den Elektronen, während das 21. Jahrhundert das Zeitalter der Laser ist.

An Khang (laut AFP/Phys.org )

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