ลำแสงเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก

[โฆษณา_1]

ในประเทศโรมาเนีย เลเซอร์ที่ศูนย์วิจัย Thales สามารถสร้างกำลังสูงสุดถึง 10 เพตาวัตต์ในช่วงเวลาสั้นมาก

ศูนย์วิจัยแห่งนี้เป็นที่ตั้งของเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ภาพ: เอเอฟพี — ศูนย์วิจัยแห่งนี้เป็นที่ตั้งของเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุด ในโลก ภาพ: *เอเอฟพี*

ในห้องควบคุมของศูนย์วิจัยแห่งหนึ่งในโรมาเนีย วิศวกรหญิง อันโตเนีย โทมา ได้เปิดใช้งานลำแสงเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ซึ่งคาดว่าจะปฏิวัติวงการต่างๆ ตั้งแต่ การแพทย์ ไปจนถึงอวกาศ เครื่องเลเซอร์ที่ศูนย์แห่งนี้ ซึ่งตั้งอยู่ใกล้กรุงบูคาเรสต์ เมืองหลวงของโรมาเนีย ดำเนินการโดยบริษัท Thales ของฝรั่งเศส และใช้สิ่งประดิษฐ์ที่ได้รับรางวัลโนเบล ตามรายงานของ AFP เมื่อวันที่ 31 มีนาคม นักวิจัย เจอราร์ด มูรู (ฝรั่งเศส) และ ดอนนา สตริคแลนด์ (แคนาดา) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2018 จากการใช้พลังงานเลเซอร์เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการผ่าตัดตาและการใช้งานในอุตสาหกรรม

ตรงกลาง บริเวณด้านหน้ากำแพงที่ปกคลุมด้วยจอแสดงผลลำแสง โทมาตรวจสอบอุปกรณ์แสดงสถานะต่างๆ ก่อนเริ่มนับถอยหลัง อีกด้านหนึ่งของกระจก มีกล่องสีแดงและดำเรียงเป็นแถวยาว ซึ่งบรรจุระบบเลเซอร์สองระบบ ขนาดของการดำเนินงานที่ศูนย์วิจัยนั้นใหญ่โตมหาศาล ระบบนี้สามารถสร้างกำลังสูงสุดถึง 10 เพตาวัตต์ (1 เพตาวัตต์เท่ากับ 10 ยกกำลัง 15 วัตต์) ในช่วงเวลาสั้นมากระดับเฟมโตวินาที (1 เฟมโตวินาทีเท่ากับหนึ่งในล้านล้านส่วนของวินาที) วิศวกรต้องติดตั้งอุปกรณ์หนัก 450 ตันอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมนี้ ตามคำกล่าวของฟรังก์ ไลไบรช์ กรรมการผู้จัดการฝ่ายโซลูชันเลเซอร์ของ Thales

มูรูยอมรับว่าเขารู้สึกซาบซึ้งใจอย่างยิ่งกับการเดินทางอันแสนพิเศษจากสหรัฐอเมริกา ซึ่งเขาทำงานอยู่เป็นเวลา 30 ปี เพื่อทำให้โครงการนี้ประสบความสำเร็จในยุโรป โครงการนี้เริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 2000 จากโครงการโครงสร้างพื้นฐาน ELI ขนาดใหญ่ของสหภาพยุโรป

อาคารไฮเทคซึ่งเป็นที่ตั้งของศูนย์วิจัยแห่งนี้ มีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง 350 ล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยส่วนใหญ่มาจากสหภาพยุโรป บริษัทเทมส์กล่าวว่านี่เป็นการลงทุนด้านการวิจัย ทางวิทยาศาสตร์ ที่ใหญ่ที่สุดในโรมาเนีย ในขณะเดียวกัน ประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศส จีน และสหรัฐอเมริกา กำลังผลักดันโครงการของตนเองเพื่อผลิตเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างเลเซอร์ที่มีกำลังมากขึ้นมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 พวกเขาพบกับอุปสรรค คือ พวกเขาไม่สามารถเพิ่มกำลังได้โดยไม่ลดทอนการขยายลำแสง นั่นเป็นช่วงเวลาที่มูรูและสตรีกแลนด์ ซึ่งเป็นลูกศิษย์ของเขาในขณะนั้น ได้คิดค้นเทคนิคที่เรียกว่า การขยายพัลส์แบบชิป (Chirped-Pulse Amplification หรือ CPA) ซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มกำลังและขยายลำแสงได้อย่างปลอดภัย

เทคนิคนี้ทำงานโดยการยืดพัลส์เลเซอร์ที่สั้นมาก ขยายสัญญาณ และบีบอัดอีกครั้ง ทำให้เกิดพัลส์เลเซอร์ที่สั้นที่สุดและทรงพลังที่สุดในโลก CPA ได้ถูกนำไปใช้ในการผ่าตัดตาแล้ว แต่ก็อาจปูทางให้เหล่านักวิทยาศาสตร์พัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ให้ก้าวไปอีกขั้น มูรูกล่าวว่า "เราจะใช้พัลส์ที่ทรงพลังเป็นพิเศษนี้ในการผลิตเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดกะทัดรัดและราคาไม่แพง" เพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง

การประยุกต์ใช้งานที่เป็นไปได้อื่นๆ ได้แก่ การแปรรูปกากกัมมันตรังสีโดยการลดอายุการแผ่รังสี หรือการกำจัดเศษซากอวกาศ สำหรับมูรูแล้ว ศตวรรษที่ผ่านมาเป็นยุคของอิเล็กตรอน ในขณะที่ศตวรรษที่ 21 คือยุคของเลเซอร์

อันคัง (อ้างอิงจาก AFP/Phys.org )

[โฆษณา_2]
ลิงก์แหล่งที่มา