ลำแสงเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก

โรมาเนีย เครื่องเลเซอร์ที่ตั้งอยู่ในศูนย์วิจัย Thales สามารถสร้างพลังงานสูงสุดได้ 10 เพตาวัตต์ภายในเวลาอันสั้นมาก

ศูนย์วิจัยแห่งนี้เป็นที่ตั้งของเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ภาพ: AFP — ศูนย์วิจัยแห่งนี้เป็นที่ตั้งของเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ภาพ: *AFP*

ในห้องควบคุมของศูนย์วิจัยในโรมาเนีย วิศวกรอันโตเนีย โทมา ได้เปิดใช้งานเลเซอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ซึ่งคาดว่าจะปฏิวัติทุกสิ่งตั้งแต่ การแพทย์ ไปจนถึงอวกาศ เลเซอร์ที่ศูนย์วิจัยใกล้กรุงบูคาเรสต์ เมืองหลวงของโรมาเนีย ดำเนินการโดยบริษัท Thales ของฝรั่งเศส โดยใช้สิ่งประดิษฐ์ที่ได้รับรางวัลโนเบล สำนักข่าวเอเอฟพี รายงานเมื่อวันที่ 31 มีนาคม นักวิจัยเจอราร์ด มูรู (ฝรั่งเศส) และดอนนา สตริกแลนด์ (แคนาดา) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2018 จากการนำพลังของเลเซอร์มาประยุกต์ใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการผ่าตัดดวงตาและการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม

ตรงกลางด้านหน้าของผนังจอฉายลำแสง โทมะตรวจสอบตัวบ่งชี้หลายตัวก่อนเริ่มนับถอยหลัง อีกด้านหนึ่งของกระจกมีกล่องสีแดงและสีดำเรียงกันเป็นแถวติดตั้งระบบเลเซอร์สองระบบ ขนาดของการดำเนินงานที่ศูนย์วิจัยนั้นมหาศาล ระบบนี้สามารถให้กำลังสูงสุดได้ถึง 10 เพตะวัตต์ (เพตะวัตต์เท่ากับ 10 ยกกำลัง 15 ของวัตต์) ในช่วงเวลาอันสั้นเพียงเฟมโตวินาที (เฟมโตวินาทีเท่ากับหนึ่งในล้านของหนึ่งในพันล้านของวินาที) วิศวกรต้องประกอบอุปกรณ์หนักถึง 450 ตันอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพอันน่าทึ่งนี้ ตามที่แฟรงค์ ไลไบรช์ ผู้อำนวยการฝ่ายโซลูชันเลเซอร์ของทาเลสกล่าว

มูรูยอมรับว่าเขารู้สึกตื้นตันใจหลังจากการเดินทางอันแสนพิเศษจากสหรัฐอเมริกา ซึ่งเขาทำงานมานาน 30 ปี เพื่อนำโครงการนี้มาสู่ยุโรป โครงการนี้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 2000 จากโครงการโครงสร้างพื้นฐาน ELI ซึ่งเป็นโครงการขนาดใหญ่กว่าของสหภาพยุโรป

อาคารไฮเทคที่เป็นที่ตั้งของศูนย์วิจัยนี้ใช้งบประมาณก่อสร้าง 350 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากสหภาพยุโรป เทมส์กล่าวว่านี่เป็นการลงทุนด้านการวิจัย ทางวิทยาศาสตร์ ที่ใหญ่ที่สุดในโรมาเนีย ขณะเดียวกัน ประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศส จีน และสหรัฐอเมริกา กำลังผลักดันโครงการของตนเองเพื่อสร้างเลเซอร์ที่มีกำลังแรงยิ่งขึ้น

นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างเลเซอร์ที่มีกำลังขยายสูงขึ้นอยู่เสมอ แต่ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 พวกเขากลับพบอุปสรรค นั่นคือ ไม่สามารถเพิ่มกำลังขยายของลำแสงได้โดยไม่กระทบต่อกำลังขยายของลำแสง นั่นคือช่วงเวลาที่มูรูและสตริกแลนด์ ลูกศิษย์ของเขาในขณะนั้น ได้คิดค้นเทคนิคที่เรียกว่า chirped-pulse amplification (CPA) ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถเพิ่มกำลังขยายได้อย่างปลอดภัย

เทคนิคนี้ทำงานโดยการยืดพัลส์เลเซอร์อัลตราสั้น ขยายพัลส์ และบีบอัดพัลส์อีกครั้ง ทำให้เกิดพัลส์เลเซอร์ที่สั้นและเข้มข้นที่สุดในโลก CPA ถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดดวงตาแล้ว แต่อาจปูทางให้นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาขีดจำกัดของเทคโนโลยีเลเซอร์ต่อไปได้ Mourou กล่าวว่า "เราจะใช้พัลส์ความเข้มข้นสูงพิเศษนี้เพื่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดกะทัดรัดและราคาถูกลงมาก" เพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง

การประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้อื่นๆ ได้แก่ การบำบัดกากกัมมันตรังสีโดยการลดระยะเวลาของกิจกรรมกัมมันตรังสี หรือการทำความสะอาดเศษซากที่สะสมอยู่ในอวกาศ สำหรับมูรู ศตวรรษที่ผ่านมาเป็นยุคของอิเล็กตรอน และศตวรรษที่ 21 คือยุคของเลเซอร์

อัน คัง (ตามรายงานของ AFP/Phys.org )

ลิงค์ที่มา