Створено лазер рекордною потужністю 500 терават для ініціації термоядерного синтезу.

Ліверморська національна лабораторія (штат Каліфорнія) встановила своєрідний рекорд. Створена за 15 років у її надрах система зі 192 лазерів забезпечила безпрецедентну сумарну вихідну потужність більш ніж 500 ТВт.

лазер
Підсилювачі лазерної системи Ліверморської національної лабораторії імені Ернеста Лоуренса (фото: Damien Jemison/LLNL)

Для порівняння: у популярних лазерних указок потужність становить 1 – 100 мВт, у косметології та мікрохірургії використовується лазерне обладнання з потужністю від 0,5 до 5 Вт. Промислові лазери для різання видають 0,1 – 10 кВт, а експериментальні бойові – понад 1 МВт.

Як завжди, він криється в деталях. Просто так порівнювати цифри не зовсім коректно, оскільки в одних випадках вказується довготривала потужність, а в інших імпульсна, і ефект від застосування буде різний. Тому інтерес представляє кількість енергії, що передається лазером об'єкту. За цим параметром ліверморська система теж встановлює рекорд: 1,85 МДж – це майже сто разів більше попереднього максимального результату.

Відхилення характеристик у серії імпульсів були менше 1 відсотка, що робить ліверморську лазерну систему ще й найточнішою у світі. Зрозуміло, всі ці визначні значення отримані не заради розваги, а із суто практичною метою. Надпотужні та високоточні лазери необхідні для запуску реакції термоядерного синтезу гелію з водню.

Такий процес зараз відбувається у ядрі Сонця та інших зірок близьких спектральних класів. Він характеризується найвищим ККД і дражнить фізиків вже давно, оскільки для запуску реакції потрібні умови за межами сучасних технічних можливостей. Однією з ключових умовініціації термоядерного синтезу є первинне стиснення водню більш ніж у 12 мільйонів разів, і лазер тут – найкращий інструмент.

Створення джерел енергії на основі термоядерного синтезу дозволить впоратися з енергетичною кризою, що назріває, і замінити сотні застарілих електростанцій однією мініатюрною копією зірки. Оскільки процес синтезу може бути легко зупинений, електростанції нового типу потенційно є найбезпечнішими та екологічно чистими.

Поки бажаного результату не досягли, але набагато цікавіше те, що успішно втілена ідея надпотужного лазера, що масштабується. Подальше підвищення його робочих характеристик – незрівнянно простіше завдання.