Californiast Tšehhimaale: Valmis esimene Extreme Light Infrastructure (ELI) laser
2018.a. saab valmis Extreme Light Infrastructure (ELI) nime kandev taristu Tšehhis, Ungaris ja Rumeenias, kuhu koondatakse tipptasemel laserid teadusuuringute läbiviimiseks.
Neil päevil anti teada, et Californias asuvas Lawrence Livermore'i riiklikus laboratooriumis on kokku pandud üks neljast laserist, mis annab “esimese valguse” Prahasse ehitatava ELI kiirekanalite (ELI beamlines) kompleksi suure väljundvõimsusega laserikiirde. Milline see laser on?
Suured laserisüsteemid ei ole sellised, nagu neid igapäevakogemusest ette kujutame. Allpool toodud pildil on näha lauda täitev seade, kust paistavad peeglid ja võred – see ongi kõnealune laser.
Laseri nimi on GigaShot-HE. Ta suudab anda 10 nanosekundilisi impulsse, milles sisaldub energia 2J, genereeritava valguse lainepikkus on 532nm. Aga selle laserikiirega ei tehta eksperimente. Tulevases kompleksis suunatakse see järgmisesse, Titaan-safiir (Ti:sapphire) laserisse. Ka see on suurte laserisüsteemide korral tavapärane – need koosnevad üldjuhul mitmest astmest, kus esimene aste genereerib “esimese valguse”, kõik järgnevad võimendavad seda või muudavad mõnel teisel moel.
Prahasse ehitatava ELI kiirekanali lõppväljundiks on laserimpulsside jada, kus iga impulss on 30 femtosekundit pikk ja sisaldab sealjuures 30J energiat. Impulsside genereerimise sagedus on 10Hz.
Proovime selle nüüd konteksti panna:
1 džaul on energia, mis tuleb kulutada 1kg massi viimiseks ca 10cm kõrgusele maapinnast. Ühes genereeritavas laserimpulsis on järelikult piisavalt energiat, et viia 1kg 3m kõrgusele. Ei ole eriti muljetäratav? Aga arvestage ka, et seda tehakse 30 femtosekundi jooksul, kui me jagame tehtud töö 30J selleks kulunud ajaga 30*10-15 saame võimsuseks 1015 vatti, ehk petavati. Seda on palju rohkem, kui kõigi Eesti elektrijaamade koguvõimsus.
Et asi jälle maa peale tagasi tuua peaksime arvutama ka keskmise võimsuse, näiteks ühe sekundi jooksul. See on 10 korda 30J energiat jagada ühega, ehk 300W. Suurte arvude maagia.
Allikas: http://optics.org/news/6/3/3
