K vytvoření obřího laserového pulsu nám stačí 1 joule, tvrdí francouzský nobelista Mourou

Vědci experimentovali s atomy hořčíku a speciálně tvarovanými, poměrně silnými laserovými pulsy tzv. femtosekundového laseru
Vědci experimentovali s atomy hořčíku a speciálně tvarovanými, poměrně silnými laserovými pulsy tzv. femtosekundového laseru

Jak zesílit výkon laseru? Tuto otázku si položil francouzský fyzik Gérard Mourou a spolu s Donnou Stricklandovou vyvinuli techniku CPA, která se využívá k zesílení ultrakrátkých laserových pulsů. Za tento objev získali oba vědci Nobelovu cenu za fyziku pro rok 2018.

„Zkratka CPA znamená chirped pulse amplification a jde o zesílení ultrakrátkých laserových pulsů,“ uvedl v rozhovoru pro Magazín Leonardo oceněný fyzik Gérard Mourou.

Vědci sice umí vytvořit laserové paprsky s velkou intenzitou, ale zvyšování výkonu hrozí zničením nejen materiálu, který je ozařován, ale poškozuje i samotný laser. Proto jsme se snažili postavit výkonnější lasery, které by vydržely.“

„Nesoustředili jsme se na zacílení jednotlivých pulsů, ale místo toho jsme je roztáhli v čase, takže jsme nashromáždili jejich energii. Na konci frekvence se sejdou v jednom okamžiku a vytvoří obří silný puls,“ vysvětlil vědec.

Vytvořit CPA mě napadlo, když jsem byl na lyžích a seděl na lanovce. Jízda trvá patnáct minut, někdy i déle. Tehdy člověk pozoruje přírodu, bývá velmi uvolněný a tehdy mě to napadlo. Měl jsem i štěstí, že tam se mnou byla moje studentka Donna Stricklandová, která je dnes třetí ženou, která získala Nobelovu cenu za fyziku. Jsem rád, že se o takové ocenění dělím se svou studentkou.
Gérard Mourou

Výkonné lasery pomáhají například na poli nelinární optiky, kde pomáhají objevit řadu dosud neznámých jevů. „A já nebyl spokojen s lasery, které se ve výkonnosti nikam neposouvaly.“

Využití techniky CPA nabízí velmi široké využití. „Od očních operací, po mikroobrábění. Touto metodou nezpůsobíte žádné vedlejší škody. Klasické lasery zvládají skvělé věci, ale při práci s nimi leccos poškodíte. Ale u CPA jsou pulsy tak krátké, že nestačí nic rozehřát, takže řezy jsou velice čisté.“

„Touto technikou se dá docílit obrovského výkonu za využití minimálního množství energie. Když si ráno budeme dělat snídani, spotřebujete milion joulů, nám ale stačí 1 joule uvězněný ve femtosekundách jdoucích za sebou, tedy biliardtiny sekundy. Proto také CPA nemá využití ve vojenství, tam jsou požadovány výbuchy, ale na ty je třeba spousta energie.“

Zdá se, že bychom CPA mohli využít v jaderné energetice. Jejím hlavním nedostatkem je radioaktivní odpad. Řešením by bylo změnit poločasy rozpadu radioaktivních zbytků. My dokážeme opravit jádro atomu tak, že bude neškodné už po několika dnech nebo letech.

Gérard Mourou

Nobelova cena za technologii CPA prospěla celému oboru, věří vědec. „Pomohla celé komunitě. Způsobilo to velkou vlnu zájmu a v případě takového ocenění je to logické, protože Nobelova komise vybírá laureáty velmi pečlivě, nedostane ji jen tak někdo.“

„Vlastně si myslím, že Nobelova komise nejdřív vybrala vítězný obor, náš vyhrál a až teprve potom asi vybrali člověka, který se tímto oborem zabývá,“ shrnul francouzský fyzik a nobelista Gérard Mourou.

Spustit audio
autoři: Tea Veseláková, Veronika Paroulková, Ondřej Čihák|zdroj: Český rozhlas

Související