Der stärkste Laserstrahl der Welt

Rumänien Der Laser im Forschungszentrum von Thales kann in kürzester Zeit 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 aktiviert die Ingenieurin Antonia Toma den weltweit stärksten Laserstrahl, der das Potenzial hat, Bereiche von der Medizin bis zur Raumfahrt zu revolutionieren. Der Laser in dem Zentrum nahe der rumänischen Hauptstadt Bukarest wird vom französischen Unternehmen Thales betrieben und basiert auf einer Nobelpreis-gekrönten 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 aus Bildschirmen, die Lichtstrahlen projizieren, prüft Toma verschiedene Indikatoren, 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 innerhalb einer Femtosekunde (einer Millionstel Milliardstel Sekunde) eine Spitzenleistung von 10 Petawatt (ein Petawatt entspricht 10¹⁵ Watt) erreichen. Laut Franck Leibreich, Leiter Laserlösungen bei Thales, mussten die Ingenieure 450 Tonnen Ausrüstung sorgfältig montieren, um diese außergewöhnliche Leistung zu erzielen.

Mourou gibt zu, emotional zu sein nach seiner außergewöhnlichen Reise aus den USA, wo er 30 Jahre lang gearbeitet hat, um das Projekt in Europa zum Leben zu erwecken, das in den 2000er Jahren aus dem größeren ELI-Infrastrukturprojekt der Europäischen Union hervorgegangen ist.

Das Hightech-Gebäude, in dem das Forschungszentrum untergebracht ist, kostete 350 Millionen US-Dollar, größtenteils aus EU-Mitteln. Laut Thames handelt es sich um die größte Investition in die wissenschaftliche Forschung in Rumänien. Parallel dazu treiben Länder wie Frankreich, China und die USA ihre eigenen Projekte zur Entwicklung noch leistungsstärkerer Laser voran.

Wissenschaftler suchten ständig nach Möglichkeiten, Laser leistungsstärker zu machen. Mitte der 1980er-Jahre stießen sie jedoch an ihre Grenzen: Eine Leistungssteigerung ging nicht auf Kosten der Lichtstrahlverstärkung. Daraufhin entwickelten Mourou und sein damaliger Student Strickland die sogenannte Chirped-Pulse-Amplification (CPA), mit der sie die Leistung sicher erhöhen konnten.

Das Verfahren funktioniert durch die Dehnung, Verstärkung und anschließende Kompression eines ultrakurzen Laserpulses, wodurch der kürzeste und intensivste Laserpuls der Welt entsteht. CPA wurde bereits in der Augenchirurgie eingesetzt und könnte Wissenschaftlern den Weg ebnen, die Grenzen der Lasertechnologie weiter zu verschieben. „Wir werden diese Art von ultra-intensivem Puls nutzen, um deutlich kompaktere und kostengünstigere Teilchenbeschleuniger zu entwickeln“, sagte Mourou, „um Krebszellen zu zerstören.“

Weitere mögliche Anwendungsgebiete umfassen die Behandlung radioaktiver Abfälle durch Verkürzung der Dauer der radioaktiven Aktivität oder die Beseitigung von Weltraummüll. Für Mourou gehörte das vergangene Jahrhundert den Elektronen, das 21. Jahrhundert ist das Zeitalter der Laser.

An Khang (laut AFP/Phys.org )

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