De krachtigste laserstraal ter wereld.

In Roemenië kan een laser in het onderzoekscentrum van Thales gedurende een zeer korte periode een piekvermogen van 10 petawatt bereiken.

Het onderzoekscentrum herbergt 's werelds krachtigste laser. Foto: AFP — Het onderzoekscentrum herbergt 's werelds krachtigste laser. Foto: *AFP*

In de controlekamer van een onderzoekscentrum in Roemenië activeerde ingenieur Antonia Toma de krachtigste laserstraal ter wereld, die naar verwachting een revolutie teweeg zal brengen in uiteenlopende vakgebieden, van geneeskunde tot ruimtevaart. De lasermachine in het centrum nabij de Roemeense hoofdstad Boekarest wordt beheerd door het Franse bedrijf Thales en maakt gebruik van een Nobelprijswinnende uitvinding, zo meldde AFP op 31 maart. De onderzoekers Gerard Mourou (Frankrijk) en Donna Strickland (Canada) wonnen in 2018 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun onderzoek naar het benutten van laserkracht om uiterst precieze instrumenten te ontwikkelen voor oogchirurgie en industriële toepassingen.

In het midden, voor een wand bedekt met schermen waarop de laserstralen worden weergegeven, controleert Toma een reeks indicatoren voordat het aftellen begint. Aan de andere kant van het glas bevinden zich lange rijen rode en zwarte dozen met daarin twee lasersystemen. De schaal van de operatie in het onderzoekscentrum is enorm. Het systeem kan een piekvermogen van 10 petawatt (één petawatt is gelijk aan 10 tot de macht 15 watt) bereiken gedurende een ultrakorte tijd van femtoseconden (één femtoseconde is gelijk aan een quadriljoenste van een seconde). Ingenieurs moesten 450 ton aan apparatuur zorgvuldig installeren om deze uitzonderlijke prestatie te bereiken, aldus Franck Leibreich, directeur laseroplossingen bij Thales.

Mourou gaf toe dat hij diep ontroerd was door de buitengewone reis vanuit de Verenigde Staten, waar hij 30 jaar had gewerkt, om het project in Europa te realiseren. Het project is in de jaren 2000 ontstaan uit het grotere ELI-infrastructuurproject van de Europese Unie.

Het hightechgebouw, waarin het onderzoekscentrum is gevestigd, kostte 350 miljoen dollar om te bouwen, voornamelijk gefinancierd door de Europese Unie. Thames zei dat dit de grootste investering in wetenschappelijk onderzoek in Roemenië is. Ondertussen werken landen als Frankrijk, China en de Verenigde Staten aan hun eigen projecten om nog krachtigere lasers te produceren.

Wetenschappers hebben altijd geprobeerd steeds krachtigere lasers te ontwikkelen. Halverwege de jaren tachtig stuitten ze echter op een probleem: ze konden het vermogen niet verhogen zonder de straalversterking in gevaar te brengen. Dat was het moment waarop Mourou en zijn toenmalige student Strickland een techniek uitvonden, genaamd chirped-pulse amplification (CPA), die een veilige combinatie van vermogen en versterking mogelijk maakte.

Deze techniek werkt door een ultrakorte laserpuls uit te rekken, te versterken en vervolgens weer samen te persen, waardoor 's werelds kortste en krachtigste laserpuls ontstaat. CPA is al toegepast bij oogoperaties, maar zou de weg kunnen vrijmaken voor wetenschappers om de grenzen van de lasertechnologie verder te verleggen. "We zullen deze ultra-krachtige puls gebruiken om compactere, goedkopere deeltjesversnellers te produceren" om kankercellen te vernietigen, aldus Mourou.

Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer de verwerking van radioactief afval door de radioactieve levensduur ervan te verkorten of het opruimen van ruimtepuin. Voor Mourou behoorde de vorige eeuw toe aan elektronen, terwijl de 21e eeuw het tijdperk van de lasers is.

An Khang (volgens AFP/Phys.org )

Bronlink