Bilim İnsanlarından Yeni Başarı: Dünyanın En Yoğun Lazeri Geliştirildi!

Bilim insanları, şimdiye kadar üretilmiş en yoğun lazeri geliştirdiler. Işık demeti, Güneş'in tüm parlaklığını küçük bir ofis masası büyüklüğünde bir alana yoğunlaştırmaya eşdeğer bir yoğunluk olan 1023W/cm2'lik bir yoğunluk oluşturuyor. Pek çok cismin bu koşullar altında kesinlikle yok olacağını rahatlıkla söyleyebiliriz.

Optica dergisinde bildirilen başarı, 2004 yılında Michigan Üniversitesi'nde elde edilen önceki en yüksek yoğunluğa göre 10 katın üzerine ulaşan bir gelişme olarak öne çıkıyor. Ultra yoğun bir lazer ışınının oluşturulması iki önemli şey gerektiriyor. Öncelikle çok güçlü bir lazeriniz olmalı ve onu çok küçük bir alana odaklayabilmelisiniz. Güney Kore'deki Temel Bilimler Enstitüsü (IBS) bünyesindeki Göreceli Lazer Bilimi Merkezi'ndeki (CoReLS – Center for Relativistic Laser Science) ekip her ikisini de yapmayı başardı.

Güç çıkışı 4 petawatt (1.015 veya 1.000 trilyon watt) olan titreşimli bir lazer kullandılar. Bu, dünyadaki en güçlü lazerler arasında ve araştırmacılar şimdiden 1.000 kat daha güçlü bir şey hayal ediyorlar.

Güçlü lazerler yaratmak başlı başına büyük bir girişim ancak lazeri küçük bir alana yoğunlaştırmak daha da zorlu bir çaba gerektiriyor. Lazer ışınının hiç bozulmaması gerekli, çünkü çok az bir bozulma bile büyük bir etkiye sahip olabilir. Ekip, 28 santimetrelik (11 inç) bir lazer ışınını yaklaşık 1,1 mikron genişliğinde bir alana yoğunlaştırmak için eksen dışı bir parabolik ayna kullandı. Bu alan, E. coli gibi bir bakterinin yüzeyinden daha küçük.

Tüm karmaşık kurulumlara rağmen hava türbülansı ve ışın işaretleme, en üst yoğunluğu yaklaşık yüzde 20 oranında değiştirebilmekteydi. Bu varyasyon, Michigan Üniversitesi'nin 2004 lazerinin iki katından daha güçlü bir yoğunluğa sahip.

Bu başarı sadece teknik açıdan heyecan verici bir başarı olmakla kalmıyor. Böylesine yoğun bir lazer yaratmak, parçacık fiziğinin ve astrofiziğin en uç noktasındaki aşırı fiziksel olayların araştırılmasına imkan tanıyabilir.

CoReLS direktörü Profesör Nam Chang Hee tarafından yapılan açıklamada "Bu çalışma, CoReLS PW lazerinin dünyadaki en güçlü lazer olduğunu göstermiştir. Şimdiye kadarki en yüksek lazer yoğunluğu ile, deneysel bilimin yeni zorlu alanlarının, özellikle de esas olarak teorisyenler tarafından ele alınan güçlü alan kuantum elektrodinamiğinin (QED) üstesinden gelebiliriz. Doğrusal olmayan rejimde elektron-foton saçılması (Compton saçılması) ve foton-foton saçılmasının (Breit-Wheeler süreci) yeni fiziksel problemlerini keşfedebiliriz. Bu tür araştırmalar, doğrudan evrende meydana gelen çeşitli astrofiziksel olaylarla ilgilidir ve bilgi ufkumuzu daha da genişletmemize yardımcı olabilir" cümleleri kuruldu.