Ученые нашли способ сделать самый мощный лазер в мире еще сильнее

Физики из Ливерморской национальной лаборатории (ЛЛНЛ) обнаружили неожиданный и относительно простой способ повышения эффективности Национального зажигательного устройства (НИФ) — крупнейшей в мире установки для термоядерного синтеза. Согласно исследованиям, изменение свойств поляризации лазерного излучения может не только увеличить мощность системы, но и вывести ее надежность на новый уровень. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщение сообщает.

Установка НИФ работает с помощью 192 лазерных лучей. Эти лучи должны с предельной точностью быть направлены в полость размером 2 сантиметра через отверстия диаметром всего 3 миллиметра. Здесь создаются сверхвысокие температура и давление, необходимые для термоядерной реакции. Внутри плазмы лучи взаимодействуют друг с другом, перераспределяя энергию. Физики называют этот процесс «межлучевым обменом энергией» (КБЭТ).

Переход от линейной к круговой поляризации

В настоящее время в устройстве используется линейная поляризация. Однако, по данным иксбт.ком, ученые предлагают заменить ее круговой поляризацией. Результаты компьютерного моделирования показали, что круговая поляризация уменьшает разницу в энергии между лучами, входящими под одним и тем же углом. Это, в свою очередь, делает процесс термоядерного синтеза более стабильным.

Одним из важнейших преимуществ нового метода является снижение эффекта обратного рассеяния. Этот эффект вызывает нестабильности, которые могут повредить дорогостоящие оптические компоненты лазерной системы. По словам руководителя исследования Пьера Мишеля (Пиерре Мичел), снижение обратного рассеяния позволит использовать лазер на значительно более высоких мощностях.

Однако реализация этой идеи на практике сопряжена с определенными трудностями. Для преобразования линейного света в круговую поляризацию требуется специальная четвертьволновая пластина. Как отметил главный инженер лазерных систем НИФ Жан-Мишель Ди Никола (Джеан-Мичел Ди Никола), на данный момент не существует простого способа изготовления такого элемента с размерами и характеристиками, необходимыми для столь огромной установки, как НИФ.

Технология метаповерхностей и планы на будущее

Для решения этой проблемы ученые рассматривают возможность использования запатентованной технологии метаповерхностей. Хотя результаты, опубликованные в журнале Фйсикс оф Пласмас, пока основаны на теоретических расчетах, они имеют большое значение для будущего термоядерной энергетики. На следующем этапе эксперименты планируется провести на более компактной установке Джупитер Ласер Факилитй.

Если это открытие подтвердится на практике, эффективность управляемого термоядерного синтеза можно будет значительно повысить, просто изменив поляризацию света. Это приблизит человечество еще на один шаг к мечте о бесконечном и чистом источнике энергии.