NP: самый мощный лазерный импульс впервые зафиксирован в реальном времени

Ученые из Великобритании и Германии создали метод, который позволяет впервые увидеть, как выглядит один из самых мощных лазерных импульсов в мире — и все это в реальном времени. Открытие может помочь в создании новых источников энергии и усовершенствовании лазеров будущего. Работа опубликована в журнале Nature Photonics (NP).

Речь идет об ультраинтенсивных лазерах — они настолько мощные, что могут за доли секунды разогнать частицы до околосветовой скорости. Такие лазеры применяются в передовых научных экспериментах, в том числе для попыток воспроизвести управляемый термоядерный синтез — потенциально неисчерпаемый и чистый источник энергии.

До сих пор ученые не могли точно измерить форму и поведение таких лазеров: их импульсы очень короткие, а структура — сложная. Чтобы получить полную картину, приходилось повторять лазерные выстрелы сотни раз и собирать данные по частям. Новый метод, получивший название RAVEN, позволяет получить всю информацию за один импульс — как будто сделать "фото" вспышки с миллиардами деталей.

"Мы впервые смогли увидеть всю структуру мощнейшего лазерного импульса в реальном времени, — объяснил автор исследования Санни Ховард. — Это поможет понять, как он взаимодействует с материей, и улучшить точность экспериментов".

Метод уже протестировали на мощной лазерной установке в Германии. Ученые обнаружили мелкие искажения в лазерной волне, которые раньше было невозможно отследить. Такие неточности могут снижать эффективность научных экспериментов и, например, мешать точному фокусированию лазера в установках для термоядерного синтеза.

Благодаря RAVEN исследователи теперь смогут настраивать оборудование на лету и добиваться максимального эффекта даже от редких и мощных лазеров, которые "выстреливают" всего раз в несколько минут или часов.

Ученые надеются, что их метод поможет ускорить разработку технологий для получения энергии будущего — в том числе термоядерной.

Также он пригодится в исследованиях новых состояний материи, ускорении частиц и даже проверке фундаментальных законов физики.

"Наш метод — это как если бы раньше мы пытались рассмотреть ракету в полете по отдельным кадрам, а теперь можем увидеть ее целиком в замедленном видео", — добавил Ховард.