Plazma kılavuzları lazerlerin odağını korur

Bilim kurguda, güçlü lazerleri ateşlemek kolay görünüyor – Ölüm Yıldızı, uzayda dar bir ışın olarak fırlatılan yıkıcı bir güç gönderebilir. Ancak gerçekte, güçlü bir lazer ateşlendikten sonra çok ince yayılmamasına dikkat edilmelidir.

Bir el fenerini duvara doğrulttuysanız, ışığın dağılmasına dair bir örnek gözlemlemişsinizdir. Duvardan ne kadar uzaklaşırsanız, ışın o kadar çok yayılır ve bu da daha büyük ve daha sönük bir ışık noktası oluşmasına neden olur. Lazerler genellikle el fenerlerinden gelen ışınlardan çok daha yavaş genişler, ancak lazer uzun bir yol kat ettiğinde veya yüksek bir yoğunluğu sürdürmesi gerektiğinde difüzyonun etkisi önemlidir.

Amacınız ister galaktik hakimiyet elde etmek, ister daha gerçekçi bir şekilde, fizik araştırmaları için elektronları inanılmaz hızlara çıkarmak olsun, yoğunluğu en üst düzeye çıkarmak için mümkün olduğunca sıkı ve güçlü bir ışın isteyeceksiniz.

Araştırmacılar deneylerinde, lazerleri dar ışınlar halinde tutarken nakletmek için çevrenizdeki interneti taşıyan optik fiberler gibi dalga kılavuzları adı verilen cihazları kullanabilirler.

Bir dalga kılavuzunun farklı çekirdeği ve dış kabuğu veya kaplaması, lazerin yayılmasını engeller. Ancak, lazer darbesi çok yoğunsa, bir sorunla karşılaşır: Bir nanosaniyenin binde birinde bir optik fiberi yok eder.

ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı araştırmacılar Maryland Üniversitesi yoğun lazerlerin gücüne dayanabilen dalga kılavuzları yapmak için gelişmiş bir teknik geliştirdiler.

Teknikleri, elektronların atomların çekirdeklerinden koparıldığı bir gaz olan plazmadan bir dalga kılavuzu oluşturmaya dayanır. yılında yayınlanan bir makalede Fiziksel İnceleme Mektuplarıdaha zayıf lazer darbelerinin bir hidrojen bulutuna ateşlenmesiyle oluşturulan bir dalga kılavuzu boyunca ne kadar güçlü darbelerin iletilebileceğini gösteriyorlar.

Araştırmacılar, tekniğin yüksek enerjili parçacık hızlandırma deneylerinde güçlü bir araç olacağını tahmin ediyor. NSF’nin Fizik Bölümü program direktörü Vyacheslav Lukin, “Bu grup tarafından geliştirilen yeni termal olmayan dalga kılavuzu metodolojisi, lazer tabanlı parçacık hızlandırıcılarının performansını büyük ölçüde geliştirme potansiyeline sahip” dedi. “Bu tür gelişmeler, hem temel hem de uygulamalı araştırmalarda daha kompakt ve uygun fiyatlı hızlandırıcılara yol açabilir.”