Laser L4 ATON ve výzkumném centru ELI Beamlines nově dodává zaostřené multipetawattové pulzy přímo na experimentální stanici P3 (Plasma Physics Platform). Vědcům se tak otevírá přístup k extrémním a řízeným podmínkám pro výzkum v oblasti laserovo-plazmové fyziky a ultra-intenzivních interakcí. Stanice P3 je k dispozici mezinárodní vědecké komunitě v rámci 9. uživatelské výzvy ELI (9th ELI User Call).
Laserový systém L4 ATON
V minulém roce dosáhl laserový systém L4 ATON špičkového výkonu 5,1 petawattu, když doručil energií 786 joulů v impulsu o trvání 154 femtosekund. Demonstrace tohoto špičkového výkonu úspěšně završila první fázi uvádění laseru do provozu (commissioning) na cestě k dosažení finálního plánovaného výkonu 10 PW.
Špičkový výkon popisuje, jak rychle laser doručí energii. Pro experimenty v oblasti fyziky laserového plazmatu je však jedním z klíčových faktorů intenzita světla vytvořená na terči. Tato intenzita nezávisí pouze na energii a délce trvání impulsu, ale také na ploše, do které je energie laseru soustředěna.
V rámci nedávného experimentu výzkumný tým úspěšně zaostřil komprimovaný laserový svazek L4 o rozměrech přibližně 60 × 60 cm do bodu o průměru pouhých 3–4 mikrony. Při energii impulsu 500 joulů a délce trvání 154 fs tak vznikla ve ohnisku špičková intenzita přibližně 5 × 10²¹ W/cm².
„Dosažení tohoto cíle v sobě spojuje laserové, experimentální a inženýrské know-how centra ELI a přináší energeticky nejbohatší multipetawattové laserové impulsy na světě do pokročilé experimentální platformy,“ říká Daniele Margarone, vědecký ředitel ELI Beamlines. „Dosažení takového zaostření při těchto výkonových úrovních vyžaduje přesné řízení celého systému, včetně diagnostiky, elektronických řídicích systémů a precizní kontroly prostorové kvality laserového svazku. Propojení těchto schopností přináší nové příležitosti k vědeckým objevům.“
Zkoumání hmoty v extrémních podmínkách
P3 je flexibilní experimentální platforma pro výzkum interakce laseru s plazmatem a hmotou. Její vědecký program pokrývá fyziku vysoké hustoty energie, teplou hustou hmotu (warm dense matter), laboratorní astrofyziku a ultra-intenzivní interakce. Tyto oblasti zkoumají fyzikální podmínky, které se v přírodě vyskytují pouze v prostředích, jako jsou hvězdy, planety nebo astrofyzikální výbuchy. Platforma P3 umožňuje vědcům tyto extrémní podmínky reprodukovat a studovat v laboratorním prostředí.
Experimentální hala E5
Platforma E3 podporuje také výzkum s potenciálním přínosem přesahujícím základní fyziku. Stlačování indukce laserem může vytvářet nové fáze materiálů a poskytnout vhled do chování hmoty pod extrémním tlakem. Interakce mezi laserem a plazmatem mohou generovat vysokoenergetické svazky částic a zdroje záření pro využití v zobrazovacích metodách, analýze materiálů a dalších oblastech vědy. Kombinace vysoké energie impulsu, těsného zaostření a přizpůsobitelného experimentálního prostředí umožňuje výzkumníkům testovat různé terče, diagnostiky a schémata interakcí v rámci jediné platformy.
9. uživatelská výzva ELI
Platforma P3 patří mezi technologie nabízené v 9. uživatelské výzvě ELI, která je aktuálně otevřena.
Podávat projekty lze do 20. října 2026 (12:00 CEST).
Více informací o samotné výzvě a jejích podmínkách naleznete zde.
