Oxford Üniversitesi'ndeki bilim adamları, tek bir ölçümde ultra - yoğun lazer darbelerinin tam yapısını yakalamak için öncü bir yöntem ortaya koydular. Ludwig - Maximilian Münih Üniversitesi ve Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü ile yakın işbirliğinde yayınlanan atılım, - madde etkileşimlerini kontrol etme yeteneğimizi devrim yaratabilir.
Bu, yeni fizik biçimlerine ilişkin araştırmalar ve füzyon enerji araştırması için gereken aşırı yoğunlukları gerçekleştirme de dahil olmak üzere birçok alanda dönüştürücü uygulamalara sahip olacaktır. Sonuçlar şurada yayınlandıNature Fotonics.
Ultra - Yoğun lazerler elektronları elektrik alanının tek bir salınım (veya 'dalga döngüsü') içindeki - ışık hızlarına hızlandırabilir ve bu da onları aşırı fizik incelemek için güçlü bir araç haline getirebilir. Bununla birlikte, hızlı dalgalanmaları ve karmaşık yapıları, özelliklerinin gerçek - zaman ölçümlerini zorlaştırır.
Şimdiye kadar, mevcut teknikler tipik olarak tam bir resim monte etmek için yüzlerce lazer çekim gerektiriyordu ve bu aşırı ışık darbelerinin dinamik doğasını yakalama yeteneğimizi sınırladı.
Oxford Üniversitesi Fizik Bölümü'ndeki araştırmacılar ve Ludwig - Maximilian Üniversitesi, Münih, Raven (Real - atış tanısal tekniği, - atış tanısı tekniği tarafından ortaklaşa liderlik eden yeni çalışma (- {{3} vektörel elektromanyetik zamanlama, vektörel elektromanik yakının. Bu yöntem, bilim adamlarının bireysel ultra - yoğun lazer darbelerinin yüksek hassasiyetle tam şeklini, zamanlamasını ve hizalanmasını ölçmelerini sağlar.
Lazer darbesinin davranışının tam bir resmine sahip olmak, birçok alanda performans kazanımlarını devrim yaratabilir. Örneğin, bilim adamlarının gerçek - zamanında (sadece ara sıra ateş eden lazerler için bile) - ayar lazer sistemlerini ince yapmalarını ve deneysel gerçeklik ve teorik modeller arasındaki boşluğu kapatmasını sağlayabilir, bilgisayar modelleri ve AI - güçlü simülasyonlar için daha iyi veri sağlar.
Yöntem, lazer ışını iki parçaya ayırarak çalışır. Bunlardan biri, lazerin renginin (dalga boyu) zaman içinde nasıl değiştiğini ölçmek için kullanılırken, diğer kısım çift kırıcı bir malzemeden geçer (ışığı farklı polarizasyon durumlarıyla ayırır). Bir mikrolens dizisi (küçük lensler ızgarası) daha sonra lazer darbesinin dalga önlüğünün (şekil ve yön) nasıl yapılandırıldığını kaydeder.
Bilgi, bir bilgisayar programının lazer darbesinin tam yapısını yeniden yapılandırdığı tek bir görüntüde yakalayan özel bir optik sensör tarafından kaydedilir.
Baş Araştırmacı Sunny Howard (Oxford Üniversitesi ve Ziyaret Bilim Adamında Ludwig - Maximilian Üniversitesi'ne Fizik Bölümü'ndeki Doktora Araştırmacısı), "yaklaşımımız, ilk kez -}}} inten {inten lazer durumunun, gerçek {{denten lazer zamanının tam olarak yakalanmasını sağlar.
"Bu sadece lazer - madde etkileşimlerine benzeri görülmemiş bilgiler sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yüksek - güç lazer sistemlerini daha önce imkansız bir şekilde optimize etmenin yolunu da açar."
Teknik, Almanya'da - 3000 Petawatt - sınıf lazeri atlası üzerinde başarılı bir şekilde test edildi; burada, daha önce gerçek {- zamanında ölçülmesi imkansız olan küçük bozulmalar ve dalga değişimleri ortaya çıkardı ve araştırma ekibinin ince ayar yapmasına izin verdi.
Spatio - zamansal bağlantılar olarak bilinen bu çarpıklıklar, yüksek - yoğunluk lazer deneylerinin performansını önemli ölçüde etkileyebilir.
Gerçek - zaman geri bildirimi sağlayarak Raven, plazma fiziği, partikül ivmesi ve yüksek - enerji yoğunluğu bilimindeki deneylerin doğruluğunu ve verimliliğini artırarak derhal ayarlamalara izin verir. Ayrıca, lazer darbesinin özelliklerini tam olarak karakterize etmek için birden fazla çekim yapılması gerekmediğinden, önemli zaman tasarrufu sağlar.
Teknik ayrıca, toplumları güçlendirmek için yeterli bir ölçekte füzyon enerjisi üretmek için laboratuvarda ({0}} - laboratuvarda atalet füzyon enerjisi cihazlarını gerçekleştirmek için potansiyel bir yol sağlar. Ataletsel füzyon enerji cihazları, bir plazma içinde yüksek enerjik parçacıklar üretmek için ultra - yoğun lazer darbeleri kullanır ve bu da füzyon yakıtına yayılır.
Bu "yardımcı ısıtma" konsepti, şimdi Raven tarafından sağlanan füzyon verimini optimize etmek için hedeflemek için odaklanmış lazer darbe yoğunluğunun doğru bilgisini gerektirir. Odaklanmış lazerler ayrıca yeni fizik -} için güçlü bir prob sağlayabilir, örneğin, iki darbeyi birbirine yönlendirerek bir vakumda - foton saçılımı üretebilir.
CO - Yazar Profesör Peter Norreys (Oxford Üniversitesi Fizik Bölümü), "Mevcut yöntemlerin çoğunun yüzlerce çekim gerektireceği yerde, Raven bir lazer nabzının tam bir uzaysal bir şekilde ulaşır. Ultra - Yoğun lazer uygulamaları, lazer bilimi ve teknolojisinin sınırlarını zorlamayı vaat ediyor.
CO - Yazar Dr. Andreas Döpp (Fizik Fakültesi, Ludwig - Maximilians - Üniversite Münih ve Oxford Üniversitesi'ni ziyaret eden bilim adamı atomik ve lazer Üniversitesi) ekler, "nihayet tıkladıktan sonra, nihayet Munich'in sonucuna vardıktan kısa bir süre sonra bizi birleştirdikten sonra: Ultra - Yoğun darbeler böylesine küçük bir alan ve zamanla sınırlıdır, odaklandığında, bu tür teşhis yapmak için gerçekten ne kadar çözünürlüğe ihtiyaç duyulduğuna dair temel sınırlar vardır.
"Bu bir oyundu - değiştirici ve Microlenses'i kullanabileceğimiz ve kurulumumuzu çok daha basit hale getirebileceğimiz anlamına geliyordu."
İleriye baktığımızda, araştırmacılar kuzgunun kullanımını daha geniş bir lazer tesislerine genişletmeyi ve atalet füzyon enerjisi araştırmalarını, lazer - tahrikli parçacık hızlandırıcılarını ve yüksek - saha kuantum elektrodamik deneylerini optimize etme potansiyelini keşfetmeyi umuyor.
