Международная группа исследователей добилась прорыва в физике — им удалось получить самый интенсивный свет из всех, что когда-либо создавались в лабораторных условиях.
Работа открывает прямой путь к изучению квантовой электродинамики (КЭД) — науки о взаимодействии света и материи на фундаментальном уровне. В проекте участвовали специалисты из Оксфорда, Королевского университета в Белфасте (Великобритания), Мичиганского университета (США) и Йенского университета (Германия).
Ключевым инструментом стал лазер Gemini. С его помощью ученые «сжали» свет, воздействуя на облака заряженных частиц — плазму. Технология опирается на два метода: релятивистскую генерацию гармоник и когерентное гармоничное фокусирование.
Процесс можно представить так: лазер подает мощные импульсы в плазменное зеркало, которое движется с релятивистской скоростью (близкой у скорости света). Из-за этого отраженный свет сжимается и набирает энергию — аналогично эффекту Доплера. Затем световые волны фокусируются в микроскопической точке, создавая беспрецедентную концентрацию света. Авторы сравнивают метод с «квантовым увеличительным стеклом».
Открытия, которые мы сделали на сегодняшний день, поражают воображение, и кажется, что мы только в начале пути к пониманию богатой и сложной физики этого механизма. Моделирование показывает, что мы, возможно, создали самый мощный источник когерентного света в истории
Ученые отмечают, что многолетний разрыв между теоретическими предсказаниями и экспериментальными результатами в этой области наконец преодолен. Сочетание лазерных технологий, физики плазмы и сверхбыстрых методов изучения материалов позволило устранить расхождение, с которым ученые боролись больше двух десятилетий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Новая методика позволяет проверять фундаментальные законы физики в условиях, ранее считавшихся невозможными для воспроизведения в лаборатории.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские физики создали синий нанолазер с рекордно узкой полосой излучения.
