Næste år når superlasere den teoretiske fysiks grænse

I Tjekkiet er den første superlaser under udarbejdelse, som skal have intensitet nok til at omdanne fotoner til elektron-positron-par. Den vil have en effekt på op mod 1 bio. megawatt, og tre mere er på vej.

Rettet kl. 13.53: Fire superlasere bliver i øjeblikket forberedt i Østeuropa med økonomisk bidrag fra EU. Heraf bliver tre af dem bygget med det samme, mens den fjerde først kommer på tegnebrættet senere.

Den allerførste superlaser skal bygges i Tjekkiet nær hovedstaden Prag, og den skal være så effektiv, at den kan lave pardannelse, dvs. omdanne fotoner til par af elektroner og positroner.

Superlaseren vil blive 100 gange så kraftig, som hvad der ellers findes på markedet lige nu, lover EU's informationscenter, der placerer den nye superlaser i exawatt-klassen. Den vil have en effekt på op mod 1 billion megawatt, når den står færdig om små fire år.

I Tjekkiet bliver en af EU's kommende superlasere bygget. Illustration: ELI
Simulering af den nye superlaser af ELI, Instituto Superior Tecnico.

Laseren er den del af ELI-projektet (Extreme Light Infrastructure), som EU støtter økonomisk. Den er vurderet særdeles betydningsfuld, fordi en så kraftig laser vil kunne bidrage til kræftforskningen ved at kunne hjælpe med både diagnosticering og behandling og øge forståelsen for biologi og nanoteknologi med sin stråling på op til et par MeV.

Desuden mener forskerne også, at laseren kan hjælpe bekymrede miljøforkæmpere i form af viden om, hvordan man håndterer atomaffald.

Den fjerde laser går helt til grænsen

Superlaseren skal op at køre i 2015 i Dolni Brezany, som ligger lige syd for Prag, og det samme skal laserne i Ungarn og Rumænien, der får andre forskningsformål.

I Ungarn blive ELI-centret brugt til forskning i at tage lynhurtige billeder (på en milliardtedel af en milliardtedel af et sekund) af dynamikken i bl.a. atomer og molekyler, mens Rumæniens superlaser skal kobles op med en partikelaccelerator for at lave laserbaseret atomfysik.

Det er dog den fjerde superlaser, der bliver den helt store. Den skal nemlig være dobbelt kraftfuld som de tre første, dvs. op mod 200 petawatt.

Det er, hvad eksperterne mener, er den teoretiske grænse for lasere. Hvor den bliver bygget bliver først besluttet i 2012, og den skal op at køre fem år senere. I alt vil laserne komme til at koste over fem mia. kroner at bygge.

ELI-projektet består af 40 forskningsinstitutioner i 13 EU-lande.

Dokumentation

ELI's projekthjemmeside
Pressemeddelelse fra EU

Emner Fysik

Kommentarer (12)

En række spørgsmål popper frem:

Hvordan bruger man så store energimængder til at diagnosticere og behandle kræft?
Og hvordan kan man bruge det til biologi-forståelse? Umiddelbart forestiller jeg mig at hvadend organisk man putter i nærheden af det her stykke issenkram bliver pulveriseret. Eller er det de "hurtige" billeder der er på tale her?
Hvorfor mener man at det er den teoretiske grænse?
Er øst-europa særligt langt fremme på lasere, eller er det en måde at booste deres økonomi og forskning ved at placere projektet der?

  • 0
  • 0

I forhold til, at denne artikel bringes på Ingeniøren er der altså alt for mange forkerte oversættelser af fysiske enheder, og en del misforstået brug af termer såsom energi i stedet for effekt.

Lidt korrekturlæsning af en der har styr på det tekniske stof ville nok have gjort underværker, også selvom artiklen så måtte vente til mandag med at udkomme.

  • 0
  • 0

Google translate må have kludret idet:

Den vil kunne producere energi på op mod 1 bio. Megawatt

Vås: 1)Lasere producerer ikke. De forbruger. 2).Megawatt er en effektenhed og ikke en energienhed.

Superlaseren vil blive 100 gange så effektiv..

Vås. Der må menes så kraftig (enten af spidseffekt eller af spids-laserintensitet ?).

Det svarer til, at laserens ultrakorte pulser (10 gigaelektronvolt - GeV) vil kunne producere energi på op mod 1 billion megawatt, når den står færdig om små fire år.

Vås: 1) Pulslængden måles i sekunder. 2) De 10 GeV (=1,6x10e-9 Joule) må være energiindholdet af laserpulsen. 2) Igen. 1 billion megawatt er ikke energi.

Den skal nemlig have dobbelt så meget kraft som de tre første …

Mystisk: Der må menes, at laserpulserne skal have dobbelt så stor spidseffekt.

.. dvs. op mod 200 petawatt i timen, hvilket svarer til 100.000 gange energien i hele verdens lysnet.

Nu bliver det mystisk. Menes der 200 PWh (energienhed) eller noget helt andet.

Artiklen drejer sig øjensynligt om en pulseret laser. Er der ikke en velorienteret sjæl, der kan oplyse væsentlige parametre så som spidseffekt, spids-laserintensitet, pulsenergi, pulsvarighed og pulsernes repetitionsfrekvens ?

Eller er det den 1. april i dag ?

  • 0
  • 0

er det mere end DødsStjernen ???

for en matematik-svag men interesseret læser som mig blir det endnu mere indviklet at holde styr på termerne når der skrives forkerte ting som effekt istedet for joule osv osv osv .

jeg har en uv-laserpegepind .. den er ultra effektiv på Glowpaint ! ;-)

  • 0
  • 0

Ikke helt. Watt er i enheden joule pr sekund. 200 Petawatt i timen er således 200 PetaJoules per sekund per time eller 55 terawatt/s

  • 0
  • 0

Jeg gider ikke prøve at gennemskue det, men ville bare minde om at huske ikke at forveksle "per time" (J/s/s = J/s^2) med "i timen" (J/s*s = J)

  • 0
  • 0

Her er en beskrivelse af en af de planlagte lasere i Tjekkiet:

The designed ELI facility will involve two blocks providing the peak power of 10-PW. These blocks will provide energy of 200-300 J in 20-30 fs pulses at the repetition rate of up to 0.1 Hz. These blocks will serve to test and prototype technologies for the ELI high-intensity facility that is intended to deliver 200 PW peak power.

[b]Altså er middeleffekten 30 W ![/b]

Grunden til den lave repetitionsfrekvens er brugen af blitz-lamper til exiteringen. De andre lasere, der snart bliver bygget, anvender en anden teknologi og kan levere 50 J 10 fs pulser med en frekvens på 10 Hz. Middel effekten for dem er 500 W.

Middeleffekten for den planlagte 200 PW spidseffekt laser må formodes at ligge mellem 1 kW og 5 kW.

Ref. til laseren i Tjekkiet: http://www.eli-beams.eu/vedecke-aktivity-e...
Timeline: http://www.eli-beams.eu/harmonogram/
God oversigt: http://www.wiley-vch.de/berlin/journals/op...
God overhead: http://www.euspen.eu/content/News-and-even...

Hurtige lasere er en spændende teknologi. Det er en stor skam, at Danmark ikke deltager i dette fælleseuropæiske projekt.

  • 0
  • 0

USA har allerede en satellit der kan skyde rumskrot ned med laser. Mon ikke det begreb kunne ske at blive udvidet under en konflikt?

  • 0
  • 0

Her er en beskrivelse af en af de planlagte lasere i Tjekkiet: [quote]The designed ELI facility will involve two blocks providing the peak power of 10-PW. These blocks will provide energy of 200-300 J in 20-30 fs pulses at the repetition rate of up to 0.1 Hz. These blocks will serve to test and prototype technologies for the ELI high-intensity facility that is intended to deliver 200 PW peak power.

[b]Altså er middeleffekten 30 W ![/b]

Grunden til den lave repetitionsfrekvens er brugen af blitz-lamper til exiteringen. De andre lasere, der snart bliver bygget, anvender en anden teknologi og kan levere 50 J 10 fs pulser med en frekvens på 10 Hz. Middel effekten for dem er 500 W.

Middeleffekten for den planlagte 200 PW spidseffekt laser må formodes at ligge mellem 1 kW og 5 kW.

Ref. til laseren i Tjekkiet: http://www.eli-beams.eu/vedecke-aktivity-e...
Timeline: http://www.eli-beams.eu/harmonogram/
God oversigt: http://www.wiley-vch.de/berlin/journals/op...
God overhead: http://www.euspen.eu/content/News-and-even...

Hurtige lasere er en spændende teknologi. Det er en stor skam, at Danmark ikke deltager i dette fælleseuropæiske projekt.
[/quote]

Ja, og hvis de kun har dem kørende 16 timer om dagen falder det tal til kun 20 W! Repetitionsfrekvensen er sgu ikke så vigtig i det her tilfælde - det eneste det betyder er hvor tit man kan lave et eksperiment. Medmindre dit eksperiment er "Hvor meget kan vi smadre det her materiale med den kraftigste laser i verden?"

Mente du at energiforbruget ikke bliver voldsomt?

Mit spørgsmål: Hvad er flux på sådan en dimmer?

  • 0
  • 0

@Morten Grøftehauge

Det er selvfølgelig spidseffekten og spidsintensiteten der er afgørende.

Du skal se de 30 W som svar på den oprindelige artikel, der efterfølgende er rettet, og hvor man kunne få det indtryk, at der var tale om en 200 PW laser, og med sammenligning med verdens totale strømforbrug osv.osv. Artiklen nævner stadig ikke med et ord, at laseren er pulseret.

Læs de 5 første indlæg. Her er et klip fra mit eget:

Artiklen drejer sig øjensynligt om en pulseret laser. Er der ikke en velorienteret sjæl, der kan oplyse væsentlige parametre så som spidseffekt, spids-laserintensitet, pulsenergi, pulsvarighed og pulsernes repetitionsfrekvens ?

Ang flux.: kan ikke finde oplysninger om strålediameter og om focuseringsevne. Forskerne har vel selv kun en teoretisk udregning.

Artiklens overskrift er misvisende. Det er tale om et pilotprojekt. Opbygningen starter næste år. [b]Driften starter i januar 2016.[/b]

Når så pilotprojektet er evalueret, starter opbygningen 200 PW spids-effekt laseren. Så den er først klar en rum tid efter 2016.

  • 0
  • 0

og den skal være så effektiv, at den kan lave pardannelse, dvs. omdanne fotoner til par af elektroner og positroner.

Hvor sikkert er det, at man kan omdanne masseløse fotoner til disse partikler? Den fremherskende mening er at elektroner er fundamentale (udelelige), men det er dog ikke bevist. Det kan man ikke, men det kan måske modbevises med dette forsøg.
Literatur om emnet efterlyses!!!

  • 0
  • 0

[quote]og den skal være så effektiv, at den kan lave pardannelse, dvs. omdanne fotoner til par af elektroner og positroner.

Hvor sikkert er det, at man kan omdanne masseløse fotoner til disse partikler? Den fremherskende mening er at elektroner er fundamentale (udelelige), men det er dog ikke bevist. Det kan man ikke, men det kan måske modbevises med dette forsøg.
Literatur om emnet efterlyses!!![/quote]
Du kan starte her:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pair_production der er link til en review artikel.
At en partikel er fundamental/udelelig betyder ikke at den ikke kan destrueres eller skabes, så det er ikke umiddelbart at man ville kunne bruge denne laser til at se på om elektronen har en struktur.

  • 0
  • 0