Ekstremalios šviesos preciziški lazeriai ne tik padeda atlikti akių operacijas. Ateityje jie medžios kosmoso šiukšles, skaidys milijonus metų nesuyrančias branduolines atliekas, o lazerio įgreitinti protonai nepaliks jokių vilčių piktybiniams augliams žmogaus kūne. Apie tai, kaip ekstremali šviesa pakeis mus supantį pasaulį, ir savo aistrą lazeriams pasakojo Vilniuje viešėjęs Nobelio premijos laureatas Gerardas Mourou.
Ekstremalios šviesos preciziški lazeriai ne tik padeda atlikti akių operacijas. Ateityje jie medžios kosmoso šiukšles, skaidys milijonus metų nesuyrančias branduolines atliekas, o lazerio įgreitinti protonai nepaliks jokių vilčių piktybiniams augliams žmogaus kūne. Apie tai, kaip ekstremali šviesa pakeis mus supantį pasaulį, ir savo aistrą lazeriams pasakojo Vilniuje viešėjęs Nobelio premijos laureatas Gerardas Mourou.
Asociatyvi nuotr.
„Man, kaip ir daugeliui kitų mokslininkų, patinka dirbti savo mažoje smėlio dėžėje, stengiuosi ne dėl pripažinimo ar premijų, bet turiu skleisti savo žinias ir atiduoti dalį savęs visuomenei“, – pradėdamas „Open Readings 2019“ konferenciją sakė fizikas.
Žmona už dar vieną premiją neatleistų
Albertvilyje (Prancūzijoje) gimęs mokslininkas tikina, kad moksle kažką daryti ir stengtis dėl premijos yra pats kvailiausias dalykas. Jo nuomone, tie, kas tikisi Nobelio premijos, dažniausiai nusivilia, nes ją gauna tik labai maža dalis gerų mokslininkų. Be to, pripažinimas atveria daugiau galimybių, tačiau mokslininkas turi daugiau bendrauti su žurnalistais, skaityti viešas paskaitas ir daug mažiau laiko skiria tyrimams ir bandymams.
„Paklauskite mano žmonos, ar ji norėtų, kad laimėčiau dar vieną Nobelio premiją? Negalime dirbti dėl premijų ir apdovanojimų, pagrindinis tikslas dalytis savo žiniomis su visuomene, įkvėpti kitus ieškoti atsakymų“, – teigė prancūzas.
Dar daugiau, jis džiaugėsi, kad Nobelio premiją gavo ir jo studentė. „Kai matai, kad tęsiami tavo darbai, žinios įsisavinamos ir į šį vyrų klubą įstoja moteris, jautiesi laimingas. Po jos sėkmės Nobelio fizikos laureatų tarpe moterų padaugėjo trečdaliu“, – juokavo G. Mourou.
Kas yra ekstremalu?
Fiziko teigimu, labai svarbu suvokti ekstremalios šviesos galimybes: „Mane žavi tai, jog šviesa ne tik galime sulėtinti atomus, kad jie turėtų mažą kinetinę energiją, bet taip pat galime įgreitinti daleles beveik iki šviesos greičio“. Tai atveria plačias pritaikymo galimybes.
Anot jo, labai trumpam laiko tarpui vienas šviesos impulsas gali turėti tūkstantį kartų daugiau energijos nei visas mūsų planetos tinklas. Jei tokia energija veiktų šviesos bangos dydžio plotą (daug kartų plonesnį už plauką), būtų sukurtas slėgis prilygstantis 10 milijonų Eifelio bokštų spaudimui į žmogaus nykštį.
„Ekstremalios šviesos lazeris gali sukurti stulbinančios galios pikus ir įgreitinti, pavyzdžiui, elektronus ar kitas daleles. Prieš tai lazeriai buvo atomų fizikos dalis, o šiandien galime patekti į subatomę dalelių fiziką“, – sakė tyrėjas. Be to, jis pridūrė: „Įgreitinus protonus, pasiekus aukščiausią energijos ribą, galima pralaužti net ir vakuumą. Štai tai aš vadinu ekstremalios šviesos ekstremaliomis galimybėmis.“
Nuo akių operacijų iki branduolinių atliekų
Šiandien femtosekundiniai lazeriai labai padeda akių chirurgams. Jais jie gali atlikti itin preciziškas operacijas, nepadarydami žalos aplinkiniams audiniams. Tai pats tiksliausias skalpelis pasaulyje, kuriuo jau atlikta daugiau kaip 24 milijonai akių operacijų.
Visgi, mokslininko nuomone, fizikai niekada nejaučia ribų, todėl juos domina dar aukštesnis energijos lygis, kai įgreitinami elektronai. Tokia technologija leistų atsisakyti kilometrinių dalelių greitintuvų ir sumažintų veiklos sąnaudas.
Aukšto intensyvumo lazeriai gali pakeisti ir mediciną. Pavyzdžiui, ekstremalios šviesos protonų terapija padeda įveikti auglius. Jos metu sunaikinami tik piktybiniai audiniai, mutavusios ląstelės, nepažeidžiamos jautrios ir sveikos vietos.
Be to, būtų galima taikyti ir branduolinę medicininę terapiją, kurios metu radioaktyvios dalelės būtų implantuojamos tiesiai į auglį. Branduolinė diagnostika, identifikuojant vėžio plitimo kelius, taip pat būdų itin naudinga.
Profesorius taip pat papasakojo, jog tokie lazeriai padėtų susitvarkyti su branduolinėmis atliekomis, kurių šiandien neturime kur dėti: „Iš esmės branduolinė energetika yra labai gera ir efektyvi, jei ne vienas bet... Tai atliekos, kurios nesuyra milijonus metų. Aukšto intensyvumo lazerių technologijomis galime tai pakeisti, suskaldyti ilgaamžes medžiagas iki greitai suyrančių.“
Paklaustas, ar lazeriu galėtų sukurti ir ekstremaliai kietus deimantus, svečias iš Prancūzijos pradėjo juoktis ir sakė, kad tai tikrai įmanoma. Tiesa, itin mažai sekundės daliai. Be to, jis patikino, kad šios aukštosios lazerių technologijos neturi karinio pritaikymo galimybių.
Kosmosą pavertėme šiukšlynu
Žmonės į kosmosą jau išsiuntė 28000 tonų metalo atliekų, o jei nieko nedarysime, po kelerių metų skraidyti kosmose bus itin nesaugu. Profesoriaus nuomone, daugiausia problemų kelia mažytės kosmoso šiukšlės, kurių trajektoriją labai sunku nuspėti. Jos lekia dešimtis kartų greičiau už kulkas, todėl gali pridaryti daug žalos. Nukreipę į jas lazerius, galėtume pakeisti šiukšlių skriejimo trajektoriją ir nusiųsti jas sudegti atmosferoje.
Paleidus lazerio spindulį į virš planetos skriejančią nuolaužą ir įkaitinus vieną jos pusę, tai leistų pakeisti orbitą ir sugrąžinti ją atgal į mūsų atmosferą. Aplink mūsų planetą skriejant tūkstančiams kosminių šiukšlių, manoma, jog tai galėtų tapti puikia priemone pradėti valyti mūsų pačių sukurtą betvarkę.
Įdomus ir Europos kosmoso agentūros (EKA) projektas LISA (angl. Laser Interferometer Space Antenna; liet. Lazerinio interferometro kosminė antena). Siekiama 2034 metais paleisti tris erdvėlaivius, kurie tarp savęs šaudytų lazerius. Jų spinduliuose stebint mažyčius svyravimus, viliamasi surasti įrodymų, pagrindžiančių gravitacines bangas – raibulius erdvėlaikyje, kuriuos sukelia tokie didžiuliai kosminiai įvykiai kaip susiduriančios juodosios skylės.
Lazerinis švyturys
2018 m. lapkritį Masačiusetso technologijos instituto mokslininkai pasiūlė naują būdą, kaip galėtume pamėginti susisiekti su ateiviais. Jie teigė, kad pasitelkę lazerį, galėtume Žemėje sukurti gigantišką „prieangio žibintą“, veikiantį tarsi švyturys, kurį būtų galima išvysti net už 20 000 šviesmečių. Tam, kad tai būtų įgyvendinta, mokslininkai pasiūlė panaudoti galingą lazerį ir paleisti jo spindulį per didžiulį teleskopą į kosmosą.
Teleskopo išgautas infraraudonosios energijos spindulys būtų pakankamai ryškus, kad nutolusi ateivių rasė galėtų suprasti, jog tai dirbtinė, o ne iš mūsų Saulės sklindanti šviesa. Netolimose, per kelias dešimtis šviesmečių nutolusiose, žvaigždžių sistemose gyvenantys ateiviai netgi galėtų užmegzti su mumis ryšį, nes šiais galingais švyturiais būtų įmanoma siųsti Morzės abėcėlę primenančias žinutes. Įdomu tai, jog, pasak tyrėjų, tai mes galėtume sukurti jau su dabartinėmis technologijomis ir žiniomis.
Įdomu
- Terminas „lazeris“ yra angliškos frazės, reiškiančios „šviesos stiprinimas priverstiniu spinduliavimu“, akronimas.
- Pirmąjį lazerį 1960 m. išrado „Hughes Research Laboratories“ fizikas Theodore‘as Maiman.
- Prie Nobelio premijos laureatų G. Mourou ir D. Strickland pergalės reikšmingai prisidėjo ir VU Lazerinių tyrimų centro prof. Algio Piskarsko mokslinė grupė.
- Praktiškai visuose automobiliuose ir mobiliuosiuose telefonuose yra detalių, pagamintų lietuviškos kilmės PHAROS lazeriu. Be to, šis lazeris padėjo pagaminti ir daugybę širdies ir kraujagyslių chirurgų naudojamų įtaisų.
