В Томске на базе фемтосекундного лазера создана установка для ускорения частиц, сравнимая по характеристикам с дорогостоящими ускорителями длиной несколько километров. Новая установка пригодится для исследований в области физики и биологии.
В Томском Институте сильноточной электроники СО РАН разработали фемтосекундный лазер, который может разгонять электроны и протоны до высоких скоростей, как многокилометровый коллайдер. Установка может применяться для изучения живых клеток, уничтожении опухолей, а также фундаментальных исследований в физике.
Томская фемтосекундная лазерная система, названная THL-100, генерирует импульсы с длительностью 50 фемтосекунд и мощностью 14 тераватт. Это самый мощный в мире фемтосекундный лазер видимого диапазона, по мощности в 10 раз превосходящий лучшие мировые аналоги. По заявлению заведующего лабораторией газовых лазеров ИСЭ Валерия Лосева, общую мощность THL-100 в будущем планируется поднять до рекордных 100 тераватт.
Российский фемтосекундный лазер THL-100 посылает очень короткие (15 микрон), но очень мощные импульсы
"Наша установка уникальна, поскольку использует гибридную конструкцию: сначала маломощный импульс формируется твердотельным "стартером", а затем усиливается в газовой среде, — цитирует слова Валерия Лосева портал ИноТомск. — Мы верим, что мощность лазера удастся поднять до 100 тераватт. При мощности 30-50 тераватт становится возможным создание рентгеновского лазера в окне прозрачности воды".
Упомянутый рентгеновский лазер — давняя мечта ученых. Он позволяет получать голографические изображения живых клеток, а значит непосредственно изучать кратковременные процессы внутри живых организмов. Кроме того, фемтосекундный пучок мощнейшего THL-100 можно преобразовать в сверхмощное терагерцевое излучение, способное "просвечивать" организм человека, как рентгеном, но без вреда для здоровья.
Также, THL-100 позволит ускорять элементарные частицы до сверхвысоких скоростей, причем на пространстве в несколько сантиметров, то есть без необходимости строить многокилометровые ускорители. Это не только сэкономит средства научных программ, но и даст возможность создать компактные ускорители протонов для лечения онкологических заболеваний.
Как отметил Валерий Лосев, THL-100 создавался в течение семи лет прежде всего для фундаментальных исследований в физике. Лазер поможет проверить гипотезу, согласно которой вакуум содержит все, но в скрытой форме. THL-100 будет способен "вскипятить" вакуум и заставить его отдавать всевозможные частицы: электроны и позитроны, атомы и антиатомы. Если гипотеза подтвердится, "кипячение вакуума" станет огромным технологическим и научным прорывом. В частичности, уже есть теоретические модели двигателей для межзвездных кораблей, которые добывают антивещество из вакуума — неограниченного источника энергии, доступного по всей Вселенной.
