Plasmaguides holder fokus på lasere

I science fiction, at skyde kraftige lasere ser let ud - dødsstjernen kan bare sende ødelæggende kraft susende gennem rummet som en tæt stråle. Men i virkeligheden, når en kraftig laser er blevet affyret, man skal passe på, at det ikke spredes for tyndt.

Hvis du nogensinde har rettet en lommelygte mod en væg, du har observeret et eksempel på diffusion af lys. Jo længere du er fra væggen, jo mere strålen spredes, hvilket resulterer i et større og svagere lyspunkt. Lasere udvides generelt meget langsommere end strålerne fra lommelygter, men effekten af ​​diffusion er vigtig, når laseren kører langt eller skal opretholde en høj intensitet.

Uanset om dit mål er at opnå galaktisk dominans eller, mere realistisk, at accelerere elektroner til utrolige hastigheder til fysikforskning, du vil have en så stram og kraftig stråle som muligt for at maksimere intensiteten.

I deres eksperimenter, forskere kan bruge enheder kaldet bølgeledere, som de optiske fibre, der muligvis bærer internettet i dit kvarter, at transportere lasere, mens de holdes inde i smalle bjælker.

Den tydelige kerne og ydre skal, eller beklædning, af en bølgeleder, forhindrer laseren i at sprede sig. Men, hvis laserpulsen er for intens, det løber ind i et problem:Det ødelægger en optisk fiber på en tusendels nanosekund.

US National Science Foundation-finansierede forskere ved University of Maryland har udviklet en forbedret teknik til at lave bølgeledere, der kan modstå kraften i intense lasere.

Deres teknik bygger på at bygge en bølgeleder fra et plasma - en gas, hvor elektronerne er blevet revet ud af atomernes kerner. I et papir udgivet i Physical Review Letters, de demonstrerer, hvor kraftige pulser der kan transmitteres langs en bølgeleder, der skabes ved at affyre svagere laserpulser ind i en brintsky.

Forskerne forudsiger, at teknikken vil være et kraftfuldt værktøj i eksperimenter med partikelacceleration med høj energi. "Den nye ikke-termiske bølgeleder-metode udviklet af denne gruppe har potentiale til i høj grad at forbedre ydeevnen for laserbaserede partikelacceleratorer, "sagde Vyacheslav Lukin, en programdirektør i NSF's Division of Physics. "Sådanne udviklinger kan føre til mere kompakte og billigere acceleratorer inden for både grundlæggende og anvendt forskning."