Dacă ai ocazia să te plimbi prin curtea deschisă din fața clădirii de Fizică, Matematică și Astronomie a Universității din Texas la Austin, vei observa un turn impresionant de 17 etaje și o clădire imensă în formă de L. Ceea ce nu vezi este ceea ce se află sub picioarele tale. La două etaje sub pământ, în spatele unor uși duble robuste marcate cu un logo pe care majoritatea studenților nu l-au observat vreodată, se găsește unul dintre cele mai puternice lasere din Statele Unite.
Am fost șeful cercetătorilor la laserul Texas Petawatt, sau TPW, cum îi spuneam noi, din 2020 până în 2024. Texas Petawatt, care în prezent este închis din cauza tăierilor de fonduri, era un centru de cercetare finanțat de guvern, unde oamenii de știință din întreaga țară solicitau timp pentru a folosi echipamente specializate. Acesta făcea parte din LaserNetUS, o rețea a Departamentului de Energie formată din laboratoare de lasere de mare putere.
Acest tip de laser preia un impuls mic de lumină, îl întinde pentru a nu distruge opticile, și îl amplifică până când, pentru o fracțiune de secundă, transportă mai multă energie decât întreaga rețea electrică a SUA. Apoi comprimă impulsul înapoi la o trilionime de secundă pentru a crea o stea într-o cameră de vid.
Într-o zi tipică de lucru cu laserul, ținta ar putea fi o folie de metal mai subțire decât un fir de păr uman, un jet de gaz sau un mic pelet de plastic – fiecare proiectat pentru a răspunde unei întrebări științifice diferite.
Oamenii de știință din întreaga țară solicitau timp pe TPW pentru a studia totul, de la fizica interioară a stelelor și energia de fuziune, până la noi abordări pentru tratamentul cancerului.
Mulți oameni, când aud despre laserele petawatt, își imaginează ceva desprins dintr-un film. O “zi de tragere” este de fapt formată din ore de muncă liniștită și repetitivă, urmată de aproximativ 10 secunde în care nimeni nu respiră.
Acum lucrez ca cercetător științific la Universitatea din Texas-Austin, studiind interacțiunea laserilor cu diferite materiale, dar o zi tipică de tragere în timpul mandatului meu la TPW arăta astfel:
Ajungeam cu două ore înainte de primul tragere programată. Îmi îmbrăcam halatul, cizmele și boneta de păr și intram în camera curată rece. Laserul nu se aprinde pur și simplu. Trebuie să-l trezești cu blândețe.
Începeam cu oscilatorul, o cutie mică care generează prima sămânță de lumină. Notam parametrii care defineau comportamentul laserului pe durata tragerii: energia, frecvența centrală, presiunea vidului în tuburi, nivelul și fluxul apei de răcire. În această etapă, parametrii sunt fixați, indiferent de experiment. Laserul trebuie să funcționeze în același mod de fiecare dată înainte de a începe știința. Apoi porneam laserul de pompare care va amplifica acest impuls mic de la nanojouli la aproximativ jumătate de joule.
Sistemul are nevoie de cel puțin 30 de minute pentru a se stabiliza. În acest timp, verific alinierea prin fiecare orificiu mic și fiecare cameră de-a lungul traseului fasciculului. O ușoară nealiniere în acest stadiu nu este doar o problemă; poate fi catastrofală – un fascicul direcționat greșit la putere maximă poate arde opticile care durează luni să fie înlocuite, întârziind întregul laser.
Sursa: Ars Technica
Poll: Ce se află la două etaje sub pământ în clădirea de Fizică, Matematică și Astronomie a Universității din Texas la Austin?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply