Úspěšně provedená zkouška představuje nejen rekordní hodnotu ve své kategorii, ale také významný milník na cestě k provozu skutečně naplno. K dosažení projektovaného výkonu tohoto zařízení, které reprezentuje novou generaci vysokoenergetických diodových laserových systémů s vysokým výkonem.

Od pavouků k petawattům

Příprava na plné využití není záležitostí týdnů ani měsíců; jde o roky. Vše začalo dodávkou 62 beden s komponenty z kalifornské Lawrence Livermore National Laboratory v červnu 2017 (z pohledu veřejnosti tehdy vyvolalo rozruch, že bylo třeba hubit pavouky, když s technologií byla přivezena i jedovatá černá vdova se svým potomstvem) – a od té doby se zařízení postupně buduje a připravuje na plánované výzkumné aktivity. Nyní se podařilo ověřit provoz na úrovni výkonu 0,5 PW, který byl demonstrován s dobou trvání pulzu 0,5 fs. Stabilitu výkonu laseru při nepřetržitém provozu delším než hodinu se podařilo ověřit již dříve.

V době budování výzkumného centra ELI Beamlines vědci vysvětlovali laikům, co se v obci za Prahou vlastně chystá, slovy o tom, že v Dolních Břežanech budou fungovat lasery s nejvyšším výkonem na světě, které krátkodobě dokážou vytvořit prostředí blízké podmínkám, za kterých vnikal vesmír. S tím, že poznatky získávané díky zařízení, které je navržené pro dlouhodobý vysoce stabilní provoz s opakovací frekvencí 10 Hz, budou zásadní jak pro rozvoj samotného vědeckého poznání, tak v rámci hledání konkrétních řešení při vývoji nových technologií a materiálů. Tedy: laser poslouží jak základnímu výzkumu, tak i aplikovanému.

Výkon je zárukou pro uživatele

Zmiňovaný světový rekord spočívá v tom, že nyní se v rámci testování podařilo ověřit nejvyšší výkon špičkového laseru, který kdy byl demonstrován při opakovací frekvenci 3,3 Hz. Vyčíslen byl na 490 TW neboli 0,49 PW. Půl petawattu. Převody jednotek patří v rámci školních úloh zpravidla k těm méně oblíbeným. Nicméně ani matematicko-fyzikální nadšenec, který si tuto oblast oblíbil, se nejspíš nesetkal s čísly, o kterých je nyní řeč: 1 PW = 1 000 000 000 000 000 wattů: milion miliard.

A nyní je potvrzeno, že systém je schopen poskytovat krátkopulsní výkonový svazek na úrovni 0,5 PW pro experimentální projekty, k němuž budou zařízení využívat další výzkumné týmy. „Úspěšné dokončení prvních experimentů na úrovni 0,5 PW bude klíčovým krokem k zahájení experimentů v režimu velmi vysokých úrovní pulsního výkonu externími uživateli,“ potvrdil vedoucí týmu Josef Cupal z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR.

První plánované výzkumy mají být zaměřeny na experimenty v oblasti fyziky plazmatu a urychlování iontů. Pro budoucnost se velká očekávání spojují například s laserem buzeným urychlováním částic pro nové lékařské metody, včetně léčby rakoviny, ale očekává se i další zapojení do medicínského výzkumu třeba díky technologii krátkopulsního rentgenového záření pro mikroskopii s vysokým prostorovým a časovým rozlišením. To se však uplatní třeba i v průmyslu v souvislosti se zkoumáním materiálů.