ANN ARBOR, Michigan—Si usted pudiese sostener una lupa en el especio y concentrara toda la luz del Sol hacia un grano de arena en la Tierra, ese foco se aproximaría a la intensidad de un haz de láser hecho en un laboratorio de la Universidad de Michigan.
“Ésa es la intensidad instantánea que podemos producir. No sé de algún otro sitio en el universo donde hubiese esta intensidad de luz. Creemos que hemos establecido una marca mundial”, dice el profesor de ingeniería Karl Krushelnick .
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El haz que marcó el récord mide 20.000 millones de billones de vatios por centímetro cuadrado. Contiene 300 teravatios de energía. Esto es 300 veces la capacidad de toda la red electrica de Estados Unidos. El haz de láser concentra esa energía en una partícula de 1,3 micrones, aproximadamente la centésima parte del diámetro de un cabello humano, que tiene unos 100 micrones de ancho. Esta intensidad es aproximadamente dos órdenes de magnitude más alta que la marca anterior, dijo Yanovsky. Y el láser puede producir este haz una vez cada 10 segundos, en tanto que otros láser poderosos requieren varias horas para recargarse. “Podemos lograr ese alto poder poniendo una cantidad moderada de energía en un período muy, muy breve”, señala Yanovsky. “Almacenamos la energía y la liberamos en una fracción microscópica de segundo”, explica. Para lograr este haz los investigadores añadieron otro amplificador al sistema de láser HERCULES que anteriormente funcionaba con 50 teravatios. El HERCULES es un laser de safiro y titanio, que ocupa varias salas en el Centro de Ciencia Óptica Ultrarrápida de la UM. Luz rebota en una serie de espejos y otros elementos ópticos. Se estira, energiza, encoge y se vuelve a enfocar en el camino. HERCULES utiliza la técnica desarrollada del profesor emérito de ingenería Gerard Mourou (1980) emitir pulsos amplificados de muy corta duración (tecnología CPA por chirped pulse amplification en inglés), que primero rebota los pulsos de luz de alta energía en una serie de espejos y superficies acanaladas. Las superficies acanaladas difractan la luz pulsada fraccionándola en diferentes longitudes de onda o colores, y la desaceleran antes de que pase a través de los cristales de safiro y titanio. Si la luz pulsada no fuese frenada y difractada dañaría el cristal. El cristal intensifica la luz pulsada. Al haz que sale del cristal se le hace rebotar en más espejos y canaletas para comprimirlo y enfocarlo. Además de usos médicos, los láser pueden ayudar a los investigadores a explorar nuevas fronteras en la ciencia. Los científicos teorizan que aún a más intensidades, podrían generar materia tan sólo enfocando luz en espacio vacío o en la investigación de la fusion del confinamiento inerte que podrían estimular a que los átomos de baja masa se unan en átomos más pesados y, en el proceso, generen energía. Un artículo con esta investigación, titulado “Ultra—high intensity 300—TW laser at 0.1 Hz repetition rate,” se publica en la revista de internet Optics Express. El texto completo Krushelnick es profesor del Departamento de Energía Nuclear, Ciencias Radiológicas y Física. departments Yanovsky es un científico de investigación en el Departamento de Ingenería Eléctrica y Ciencias de la Computación. Son autores e investigadores principales de Centro Fronteras en Óptica Coherente y Ciencia Ultrarrápida (FOCUS por su sigla en inglés) un Centro de Física de la Fundación Nacional de Ciencias. Krushelnick es además director del Centro para Ciencia Óptica Ultrarrápida.El equipo de investigación incluye a Chvykov, del Departamento de Ingenería Eléctrica y Ciencias de la Computación y Galina Galina Kalinchenko, investigadora asistente del mismo centro. Enlaces relacionados:
- Karl Krushelnick
- El Centro de Ciencia Óptica Ultrarrápida
- Victor Yanovsky
- Centro Fronteras en Óptica Coherente y Ciencia Ultrarrápida (FOCUS por su sigla en inglés)
Teléfono: 1-734-763-0368 Contacto (inglés): Nicole Casal Moore
Teléfono: (734) 647-1838
