Bilim İnsanları Dünyanın En Büyük Lazerini Daha Güçlü Hale Getirmenin Yolunu Buldu

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) fizikleri, dünyanın en büyük termonükleer füzyon cihazı olan National Ignition Facility (NIF) sisteminin verimliliğini artırmanın beklenmedik ve nispeten basit bir yolunu keşfettiler. Araştırmalara göre, lazer ışınımının polarizasyon özelliğini değiştirmek, sistemin sadece gücünü artırmakla kalmayıp, aynı zamanda güvenilirliğini de yeni bir seviyeye taşıyabilir. Ixbt.com haber veriyor.

NIF cihazı 192 lazer ışını ile çalışmaktadır. Bu ışınların, çapı sadece 3 milimetre olan delikler aracılığıyla 2 santimetrelik bir boşluğa yüksek hassasiyetle yönlendirilmesi gerekir. Burada termonükleer reaksiyon için gerekli olan aşırı yüksek sıcaklık ve basınç oluşturulur. Plazma içinde ışınlar birbirleriyle etkileşime girerek enerjiyi yeniden dağıtır. Fizikçiler bu süreci "ışınlar arası enerji değişimi" (CBET) olarak adlandırıyor.

Lineer polarizasyondan dairesel polarizasyona geçiş

Şu anda cihazda lineer polarizasyon kullanılmaktadır. Ancak ixbt.com verilerine göre, bilim insanları bunun yerine dairesel polarizasyon uygulanmasını önermektedir. Bilgisayar simülasyon sonuçları, dairesel polarizasyonun aynı açıyla giren ışınlar arasındaki enerji farkını azalttığını göstermiştir. Bu da termonükleer füzyon sürecini daha kararlı hale getirmektedir.

Yeni yöntemin en önemli avantajlarından biri, ters saçılma etkisinin azalmasıdır. Bu etki, lazer sistemindeki pahalı optik parçalara zarar verebilecek kararsızlıklara yol açabilmektedir. Araştırma lideri Pierre Michel'e göre, ters saçılmanın azalması, lazerin çok daha yüksek güçlerde çalıştırılmasına olanak tanır.

Ancak bu fikri pratiğe dökmek kendine özgü zorluklar barındırmaktadır. Lineer ışığı dairesel polarizasyona dönüştürmek için özel bir çeyrek dalga plakası gerekmektedir. NIF lazer sistemleri baş mühendisi Jean-Michel Di Nicola, şu anda NIF gibi devasa bir cihaz için gerekli boyut ve özelliklere sahip böyle bir elementi üretmenin kolay bir yolu olmadığını vurguluyor.

Metayüzey teknolojisi ve gelecek planları

Sorunu çözmek için bilim insanları patentli metayüzey teknolojisini kullanmayı değerlendiriyorlar. Physics of Plasmas dergisinde yayınlanan sonuçlar şimdilik teorik hesaplamalara dayansa da, termonükleer enerji geleceği için çok önemli kabul ediliyor. Bir sonraki aşamada deneylerin daha kompakt olan Jupiter Laser Facility cihazında gerçekleştirilmesi planlanıyor.

Eğer bu keşif pratikte onaylanırsa, sadece ışık polarizasyonunu değiştirerek kontrollü termonükleer füzyon verimliliği önemli ölçüde artırılabilecektir. Bu da insanlığı sonsuz ve temiz bir enerji kaynağına sahip olma hayaline bir adım daha yaklaştıracaktır.