Экстремальные световые поля: Научные проекты
«Экстремальные световые поля и их приложения» — одна из самых крупных программ Президиума РАН, как по содержанию научных проектов, так и по количеству участвующих в ней институтов. Подробнее в рамках II Марафона «Новое знание» эту тему раскрыл Президент РАН Александр Сергеев.
Комментарии
Поделитесь своими мыслями, используя поле для комментариев выше.
Конспект
Спикер: Президент РАН Александр Сергеев.
Спикер рассказывает о программе Президиума РАН — «Экстремальные световые поля и их приложения».
Перспективы использования термоядерной энергии в мирных целях
Во вступительной части спикер рассказывает о том, какие есть перспективы использования термоядерной энергии в мирных целях. Упоминает о синтезе термоядерной энергии, который в современной науке происходит двумя путями — магнитный термоядерный синтез и лазерный термоядерный синтез. Для проведения термоядерной реакции требуется достаточно высокая концентрация плазмы и длительное время удержания. В первом случае речь идее о большом времени удержания, но низкой концентрации плазмы, во втором — о высокой плотности, но маленьком времени удержания.
Александр Сергеев поясняет:
Тематика экстремальной световых полей тесно связана с развитием лазеров для лазерного термоядер
Лазеры позволяют не просто концентрировать за счет фокусировки энергии в маленьких объемах и инициировать там термоядерную реакцию, а еще и рекордно концентрировать энергию во времени. Сейчас активно осваиваются источники излучения фемтосекундной длительности. Фемто — короткие временные интервалы, в которых можно концентрировать лазерную энергию. Уже сейчас исследователям удалось получить высочайшие мощности лазерного излучения и значения интенсивности — так называемые, экстремальные световые поля.
Фемтосекунды и петаваттные лазеры
Для наглядности: если сконцентрировать 10 джоулей в 10 фемтосекундах, на выходе получим мощность ватт — петаватты. Внутри этого интервала длительностью 10 фемтосекунд развивается мощность, которая приблизительно в 100 раз больше мощности всех источников энергии, которые сейчас работают на земле. Поэтому совершенно ясно, что будет происходить с веществом, если взять эту гигантскую мощность и сконцентрировать ее на каком-то объекте.
Сейчас активно разрабатываются петаваттные лазеры. В России находится наиболее мощный лазер в плане пиковой мощности — 1, 5 петаватт. Он находится в Нижнем Новгороде в институте прикладной физики. Также по всему миру существует несколько лабораторий с лазерами сверхвысокой интенсивности.
Далее в ходе лекции рассматриваются такие понятия, как релятивистские поля, поле Швингера, понятие постоянной Планки и квантового вакуума, состоящего из электронно-позитронных пар, а также море Дикара.
После спикер подчеркивает, что сейчас стоит задача построить экзоваттный лазер, который позволит приблизиться к полям Швингера и рассмотреть, что из себя представляет мир маленьких пространственных интервалов и пространственная временная структуру вакуума.
Далее, рассказывая про световое поле, лектор переходит к обсуждению принципов создания петаваттных лазерных систем и рассказывает про Петаваттный лазер PEARL в ИПФ РАН, который входит в число самых мощных лазерных систем в мире. Лекция завершается обсуждением того, как инновационную технологию можно использовать в мирных целях, например, в создании лазерно-плазменных ускорителей.
Лекцию Александр Сергеев завершает так:
Я вам могу абсолютно точно говорить, что мы находимся на входе в мир абсолютно новой физики. Даже отдельный тривиальный электрон будет вести себя абсолютно новым способом. И что говорить о том, что эти новые, неизученные состояния вещества, дадут и в плане различных приложений, которыми, я надеюсь, мы тоже будем с вами заниматься. Так что вперед, к созданию источника экстремальных световых полей.
