Ix-xjentisti fl-Università ta ’Oxford żvelaw metodu pijunier biex jaqbdu l-istruttura sħiħa ta’ ultra - impulsi tal-lejżer intensi f’kejl wieħed. L-avvanz, ippubblikat f'kollaborazzjoni mill-qrib ma 'Ludwig - Università Maximilian ta' Munich u l-Istitut Max Planck għall-Ottika Quantum, jista 'jirrevoluzzjona l-abbiltà tagħna li tikkontrolla d-dawl - interazzjonijiet materji.
Dan ikollu applikazzjonijiet trasformattivi f'ħafna oqsma, inkluż riċerka f'forom ġodda ta 'fiżika u li jiġu realizzati l-intensitajiet estremi meħtieġa għar-riċerka dwar l-enerġija mill-fużjoni. Ir-riżultati ġew ippubblikati fiFotonika tan-Natura.
Ultra - Lasers intensi jistgħu jaċċelleraw l-elettroni għal kważi - veloċitajiet tad-dawl f'osċilla waħda (jew 'ċiklu tal-mewġ') tal-kamp elettriku, li jagħmilhom għodda qawwija għall-istudju tal-fiżika estrema. Madankollu, il-varjazzjonijiet rapidi tagħhom u l-istruttura kumplessa jagħmlu l-kejl tal-ħin reali - tal-proprjetajiet tagħhom ta 'sfida.
Sa issa, it-tekniki eżistenti tipikament kienu jeħtieġu mijiet ta 'tiri tal-lejżer biex jiġbru stampa kompluta, li jillimitaw l-abbiltà tagħna li jaqbdu n-natura dinamika ta' dawn il-pulsazzjonijiet tad-dawl estremi.
L-istudju l-ġdid, immexxi b'mod konġunt minn riċerkaturi fid-Dipartiment tal-Fiżika tal-Università ta 'Oxford u l-Ludwig - Università Maximilian ta' Munich, il-Ġermanja, jiddeskrivi single - shot dijanjostika teknika, bl-isem ta 'Raven (reali - l-akkwist tal-ħin ta' l-akkwist elettromagnetiku vettorjali qrib -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Dan il-metodu jippermetti lix-xjenzati jkejlu l-forma sħiħa, iż-żmien, u l-allinjament ta 'ultra - impulsi tal-lejżer intensi bi preċiżjoni għolja.
Li jkollok stampa sħiħa tal-imġieba tal-Laser Pulse tista 'tirrevoluzzjona l-qligħ tal-prestazzjoni f'ħafna oqsma. Pereżempju, jista 'jippermetti li x-xjenzati jħallu - sintonizzaw sistemi tal-lejżer fil-ħin reali - (anke għal-lejżers li jqabbdu biss kultant) u jnaqqsu d-distakk bejn ir-realtà sperimentali u l-mudelli teoretiċi, li jipprovdu dejta aħjar għal mudelli tal-kompjuter u AI {{{3- simulazzjonijiet li jaħdmu bl-enerġija.
Il-metodu jaħdem billi jaqsam ir-raġġ tal-lejżer f'żewġ partijiet. Waħda minn dawn tintuża biex tkejjel kif il-kulur tal-lejżer (tul ta 'mewġa) jinbidel maż-żmien, filwaqt li l-parti l-oħra tgħaddi minn materjal birefringenti (li jifred id-dawl bi stati ta' polarizzazzjoni differenti). Firxa ta 'mikrolens (grilja ta' lentijiet ċkejkna) imbagħad tirreġistra kif il-front tal-mewġ tal-polz tal-lejżer (forma u direzzjoni) huwa strutturat.
L-informazzjoni hija rreġistrata minn senser ottiku speċjalizzat, li jaqbadha f'immaġni waħda li minnha programm tal-kompjuter jerġa 'jibni l-istruttura sħiħa tal-polz tal-lejżer.
Ir-riċerkatur ewlieni Sunny Howard (riċerkatur tal-Ph.D. fid-Dipartiment tal-Fiżika, l-Università ta 'Oxford u x-Xjenzjat li jżur Ludwig - Università Maximilian ta' Munich) qal, "L-approċċ tagħna jippermetti, għall-ewwel darba, il-qbid komplet ta 'ultra - pulzier intens fil-laser intens fil-vera {{4}.
"Dan mhux biss jipprovdi għarfien mingħajr preċedent dwar l-interazzjonijiet tal-laser -, iżda wkoll iwitti t-triq għall-ottimizzazzjoni ta 'sistemi ta' laser tal-qawwa għolja- b'mod li qabel kien impossibbli."
It-teknika ġiet ittestjata b'suċċess fuq l-Atlas - 3000 Petawatt - Laser tal-klassi fil-Ġermanja, fejn żvelat distorsjonijiet żgħar u ċaqliq tal-mewġ fil-polz tal-lejżer li qabel kien impossibbli li jitkejjel fil-ħin reali -, li jippermetti lit-tim ta 'riċerka biex jirranġa l-istrument.
Dawn id-distorsjonijiet, magħrufa bħala spatio - akkoppjar temporali, jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-prestazzjoni ta 'esperimenti għoljin ta' laser - intensità.
Billi tipprovdi feedback tal-ħin reali -, Raven jippermetti aġġustamenti immedjati, itejjeb l-eżattezza u l-effiċjenza tal-esperimenti fil-fiżika tal-plażma, aċċellerazzjoni tal-partikuli, u għolja - xjenza tad-densità tal-enerġija. Jirriżulta wkoll fi ffrankar ta 'ħin sinifikanti, peress li tiri multipli mhumiex meħtieġa biex jikkaratterizzaw kompletament il-proprjetajiet tal-polz tal-lejżer.
It-teknika tipprovdi wkoll rotta ġdida potenzjali biex tirrealizza apparat ta 'enerġija tal-fużjoni inerzjali fil-laboratorju - pass ewlieni tal-portal lejn il-ġenerazzjoni ta' enerġija tal-fużjoni fuq skala suffiċjenti biex tixgħel is-soċjetajiet. Apparati ta 'enerġija tal-fużjoni inerzjali jużaw ultra - impulsi tal-lejżer intensi biex jiġġeneraw partiċelli enerġetiċi ħafna fil-plażma, li mbagħad tinfirex fil-fjuwil tal-fużjoni.
Dan il-kunċett ta '"tisħin awżiljarju" jirrikjedi għarfien preċiż tal-intensità tal-polz tal-lejżer iffokat biex jimmira biex jottimizza r-rendiment tal-fużjoni, wieħed issa pprovdut minn Raven. Lejżers iffokati jistgħu jipprovdu wkoll sonda qawwija għal fiżika ġdida - pereżempju, li tiġġenera foton - foton tifrix fil-vakwu billi tidderieġi żewġ impulsi fuq xulxin.
Co - Awtur Il-Professur Peter Norreys (Dipartiment tal-Fiżika, Università ta 'Oxford), jgħid, "Fejn il-biċċa l-kbira tal-metodi eżistenti jkunu jeħtieġu mijiet ta' tiri, Raven jikseb spazo komplet - Karatterizzazzjoni temporali ta 'polz tal-lejżer f'waħda. Ultra - applikazzjonijiet tal-lejżer intensi, li jwiegħdu li jimbuttaw il-konfini tax-xjenza u t-teknoloġija tal-lejżer.
Ko - awtur Dr Andreas Döpp (Fakultà tal-Fiżika Ultra - Impulsi intensi huma limitati għal tali spazju żgħir u ħin meta jkunu ffokati, hemm limiti fundamentali fuq kemm hemm bżonn ta 'riżoluzzjoni biex twettaq dan it-tip ta' dijanjostika.
"Din kienet logħba - Changer, u fissret li nistgħu nużaw Microlenses, li tagħmel is-setup tagħna ferm aktar sempliċi."
Meta nħarsu 'l quddiem, ir-riċerkaturi jittamaw li jespandu l-użu ta' Raven għal firxa usa 'ta' faċilitajiet tal-lejżer u jesploraw il-potenzjal tiegħu fl-ottimizzazzjoni ta 'riċerka ta' enerġija ta 'fużjoni inerzjali, lejżer - aċċeleraturi ta' partikuli mmexxija u esperimenti għoljin ta 'elettrodinamiċi ta' l-isfond.
