Мощнейший пикосекундный лазер

25.10.2024

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) добились значительного достижения, создав пикосекундный лазер с импульсами мощностью до 100 мегаватт - самый мощный лазерный импульс, когда-либо произведенный на подобных системах.

Импульсы этого лазера длятся менее одной пикосекунды (одной триллионной доли секунды), что позволяет достичь колоссальной мощности. Например, 100 мегаватт достаточно, чтобы кратковременно обеспечить энергией 100 000 пылесосов! Даже средняя мощность системы составляет 550 Вт, что на 50% выше предыдущих достижений в данной области. Этот успех имеет потенциал для применения в высокоточных измерениях, мониторинге и обработке различных материалов.

Разработанный лазер относится к классу короткоимпульсных дисковых лазеров, использующих ультратонкие диски с кристаллом, содержащим атомы тербия. Когда атомы возбуждаются, они генерируют лазерный свет. Успех разработки обусловлен двумя ключевыми инновациями.

Во-первых, ученые создали специальную "воспроизводящую полость" - систему зеркал, которая усиливает и отражает лазерный луч, не вызывая при этом нестабильности. Это позволило достичь рекордных уровней мощности.

Во-вторых, команда использовала особое полупроводниковое зеркало, известное как зеркало с насыщением полупроводника (SESAM). Оно позволяет формировать сверхкороткие и очень мощные лазерные импульсы. Для повышения эффективности команда добавила тонкое сапфировое окно, что также помогло улучшить работу системы.

Одна из главных особенностей этой технологии заключается в ее компактности и эффективности. Ранее для достижения таких мощных импульсов требовались сложные внешние усилители, которые были значительно больше и менее удобны. Новый же лазер достиг таких мощностей без необходимости использования внешних установок, что делает его более практичным для применения.

Физик Мориц Зайдель, один из авторов разработки, отметил, что прежде подобные уровни мощности можно было получить только с помощью многократного усиления лазерного импульса в отдельных системах за пределами самого лазера. Однако благодаря новому подходу ученые смогли достичь таких результатов непосредственно в самом лазере.

Ожидается, что эта технология найдет применение в самых разных областях. Одним из потенциальных направлений является создание частотных гребенок, которые применяются в сверхточных атомных часах. Это может повысить точность измерений времени и природных явлений. Кроме того, такие лазеры можно использовать для анализа материалов без их разрушения, что может быть полезно как в инженерии, так и в медицине, например, при диагностике заболеваний.

Возможности применения такого лазера практически безграничны. Он может использоваться для поиска дефектов в материалах, высокоточного сканирования и анализа, а также для новых научных открытий. Это достижение - лишь начало революционных изменений в области лазерных технологий. Ученые продолжают улучшать параметры лазеров, что позволит изучать Вселенную и решать сложные задачи с еще большей точностью и эффективностью.

<< Назад: Хранение углерода в океане 25.10.2024

>> Вперед: Любовь к фастфуду приближает деменцию 24.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Волосы темной материи 07.12.2015 Некоторые астрофизики наслаждаются "звездной" популярностью благодаря своим смелым теориям и появлениям на публике. На ум сразу приходят Стивен Хокинг и Кип Торн (последний еще и в качестве автора идеи и научного консультанта фильма "Интерстеллар"). Однако большинство ученых в этой области мало известны широким массам, и занимаются они тем, что смотрят в темноту: 27% массы Вселенной - это темная материя, а 68% - темная энергия. Однако недавно появился новый претендент на звание "звезды" астрофизики. Сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА Гэри Презо (Gary Prezeau) опубликовал статью в авторитетном "Астрофизическом журнале", в которой выдвинул гипотезу о том, что Земля и другие планеты нашей галактики окружены теоретическими нитями темной материи, которые он назвал волосами. По мнению ученого, если удастся найти "корни" эти волос, то можно обнаружить темную материю. Поскольку попытки обнаружить темную материю эмпирическим способом успеха не имели, в 1990-е годы физики занялись построением компьютерных моделей, которые показали, что темная материя может обращаться вокруг галактик в виде потоков из тонких волокон. Презо развил идею и смоделировал условия, возникающие при прохождении этой темной материи через солнечную систему. То, что он обнаружил, напоминает свет, попадающий в телескоп. Свет поступает со всех сторон, но лучи от звезды движутся по параллельным линиям, и в фокус телескопа попадает только параллельный сильный свет. По мнению Презо то же самое происходит с темной материей. По мере обращения вокруг галактики Земля периодически проходит через спирали из нитей темной материи, и благодаря силе притяжения Земли темная материя фокусируется подобно тому, как это происходит со светом в телескопе. Но, поскольку Земля не является идеальной "линзой", темная материя не фокусируется в одной точке, а образует потоки или "волосы" на разных расстояниях от Земли. Такие потоки должны где-то начинаться, т.е. иметь "корни", в которых плотность темной материи в миллиард раз превышает ее среднюю плотность. Модели Презо показывают, что они должны находиться на расстоянии около миллиона км от Земли. Впрочем, никто не знает, где эти корни. Можно только предположить их количество и рассчитать вероятность того, что на правильном расстоянии от Земли исследовательский космический аппарат в конкретный год попадет в эти "волосы".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026