4. Американские ученые создали самую мощную лазерную систему
С помощь лазерной системы, расположенной на территории научного парка National Ignition Facility, что в США, ученые смогли установить новый рекорд мощности импульса лазера. Работа лазерной системы обеспечивается благодаря 192 отдельным лазерным пучкам. Как видно, установка является весьма сложной и, следовательно, довольно дорогой. Однако это система является необычайно важной для дальнейшей научной работы – с помощью установки физики планируют запустить инерциальный термоядерный синтез.
Для реакции синтеза необходимо определенное условие – достаточное приближение двух ядер трития и дейтерия друг к другу на сверхмалое расстояние (речь идет о фемтометровых расстояниях). Именно на таком интервале возможно действие ядерных сил.
Посредством мощного лазерного излучения в ходе дальнейших экспериментов планируется подвергнуть воздействию металлический цилиндр, внутри которого будет находиться сфера с оболочкой из бериллия и дейтерий-натриевым наполнением. При этом цилиндр начнет нагреваться, а полученная энергия в виде излучения рентгеновского спектра будет воздействовать на специальную мишень. Таким образом, энергии будет достаточно для того, чтобы вещество начало испаряться с поверхности сферы. Кроме этого, образуется направленная внутрь ударная волна, способная увеличить температуру топлива до термоядерных величин. Далее горение распространится на периферийную часть образца.
На данный момент производятся работы по проверке и испытаниям экспериментальной установки. В результате таких подготовительных работ и был установлен новый рекорд мощности лазерного импульса: на мишени толщиной 2 мм была зафиксирована мощность излучения ультрафиолетового спектра в 500 ТВт. При этом выделилось около 1,85 МДж энергии. Ранее были зафиксированы другие рекорды: мощность лазера составляла 423 ТВт, но количество энергии при этом выделилось несколько больше – 1,89 МДж.
По словам руководителя научного парка National Ignition Facility, Эдварда Мозеса, действующий проект был запущен 20 лет назад и в наши дни приобретает черты грандиозной исследовательской лаборатории. На сегодняшний день установка полностью готова к работе, и коллектив американских физиков стоит в преддверии того момента, когда произойдет реальный пуск термоядерного синтеза.
5. Открыта боковая отталкивающая сила света
Хун Тан (Hong Tang) и его команда из школы инжиниринга и прикладных наук Йельского университета экспериментально выявили отталкивающее действие света. Тем самым они завершили построение картины биполярного взаимодействия близкорасположенных наноразмерных волноводов, по которым проходят пучки излучения с определёнными параметрами.
В прошлом году Тан и его коллеги скомбинировали наномеханику и нанофотонику, впервые построив устройство, в котором для контроля положения компонентов применялась боковая (перпендикулярная лучу) сила воздействия со стороны света.
Это взаимодействие электромагнитных волн и оптической системы не следует путать с давно известным фронтальным давлением света, падающего на поверхность того или иного тела.
Существование боковых сил (также называемых оптическими связывающими силами — optical binding force) теоретики предсказывали с 2005 года, причём предполагалось, что эти силы могут быть как отталкивающими, так и притягивающими. Последние как раз удалось обнаружить в прошлом году.
А вот теперь та же группа исследователей построила микроскопическое устройство, в котором добилась проявления как силы притяжения, так и силы отталкивания между соседними световыми пучками, пойманными внутри волноводов. Причём физики нашли способ регулировать эти силы по своему желанию.
"Это завершает картину, — заявил Тан. — Мы показали, что действительно существует двухполярная сила света с притягивающей и отталкивающей компонентами". Физики поясняют, что существование оптических связывающих сил увязано с уравнениями Максвелла, а по физической сути данные силы являются родственниками силы Казимира, которая появляется из-за квантовых флуктуаций в вакууме.
Для проявления этой новой силы учёные разделили луч инфракрасного лазера на два отдельных потока, проходящих по кремниевым нановолноводам, отличным по длине. После завершения такой петли эти волноводы подходили вплотную друг к другу (расстояние в ряде опытов менялось). В этот момент два бегущих рядом пучка оказывались со смещёнными друг относительно друга фазами.
В зависимости от величины этого сдвига, выяснили экспериментаторы, и меняется (по величине и знаку) боковая сила взаимодействия этих пучков, которую они передают на удерживающие их волноводы. И хотя сила была мала (порядка нескольких пиконьютонов), её удалось измерить и выявить закономерности: открытая сила зависела и от сдвига фаз, и от мощности излучения, и от расстояния между нановолноводами.
"Силы взаимодействия света интригуют, поскольку работают противоположным образом по сравнению с заряженными телами, — говорит один из авторов эксперимента Вольфрам Пернайс (Wolfram Pernice). — Противоположные заряды притягивают друг друга, тогда как сдвинутые по фазе световые лучи отталкиваются".
Команда Тана полагает, что придуманная ими технология когда-нибудь пригодится в создании быстрых, компактных и экономичных телекоммуникационных устройств. В таких схемах компоненты могли бы взаимодействовать между собой при помощи пойманного в волноводы света, что помогло бы кардинально сократить число проводников.
Литература
http://www.membrana.ru/particle/13926
http://sfiz.ru/list.php?c=news
http://sci-lib.com