Лазер впервые нагрел вещество до температуры центра Солнца

Международной группе исследователей впервые удалось добиться нагрева вещества до 10 миллионов градусов.

Эксперимент был проведён на одном из самых мощных в мире лазеров – британском Vulcan. По мнению учёных, полученные результаты не просто взятие очередного температурного "барьера", а важный шаг на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Согласно отчёту, опубликованному в журнале New Journal of Physics, в ходе серии опытов на Vulcan были достигнуты мощности излучения в 0,32-0,73 петаватта (один петаватт – тысяча триллионов или 1015 ватт).

Воздействие лазером на "сердечник" длилось в течение одной пикосекунды (одной триллионной доли секунды) и было сосредоточено в луче диаметром в одну десятую человеческого волоса. Таким образом, интенсивность излучения – одна из ключевых инструментальных характеристик лазера – составила около 4 х 1020 ватт на см2.

Эта "удельная мощность" несколько меньше, чем полученная на американском HERCULES в феврале нынешнего года. Тем не менее длительности импульса (времени воздействия лазером), достаточной для нагрева вещества до столь высокой температуры, ранее добиться не удавалось.

Вообще говоря, в мире всего несколько петаваттных лазеров – помимо уже упомянутых, это установка в американской Ливерморской лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory), LOA во Франции, Jena в Германии и аппарат в исследовательском центре фотоники (Advanced Photonics Research Center) в Японии. Напомним, что петаватт – это примерно в 100 раз больше суммарной мощности всех земных электростанций.

Так вот, проблема до недавнего времени состояла в том, что малая длительность импульса вкупе с крошечной областью воздействия луча не позволяли исследователям фиксировать результаты таких экспериментов. Действительно, если данные нельзя измерить количественно, то пользы от опыта – никакой.

На Vulcan эту проблему так называемого "пространственного разрешения" (spatial resolution), необходимого для "извлечения" данных, удалось решить с помощью специальной оптоволоконной системы.

По мнению профессора Питера Норриса (Peter Norreys) из лаборатории Рутерфорд Эпплтон (Rutherford Appleton Laboratory), где и проводились испытания, полученные результаты позволят значительно продвинуться в разработке лазера следующего поколения по проекту Hiper. На этой установке учёные планируют нагреть вещество до 100 миллионов градусов, что необходимо для запуска термоядерной реакции.

"Hiper будет очень масштабным проектом, так что нам надо подтвердить правильность понимания его потенциальных возможностей", — говорит исследователь.

membrana.ru