Barreras de plasma láser de alta potencia

&bala; Física 15, 108 a.C.

Los láseres compactos de alta potencia se pueden fabricar utilizando rejillas de plasma.

Edwards/Universidad de Stanford

Los láseres de petavatio emiten pulsos cuya potencia, por un momento, supera con creces la potencia media de toda la red eléctrica estadounidense. Tales pulsos poderosos pueden usarse para acelerar partículas, crear chorros de antimateria y generar haces de rayos X. Sin embargo, el daño del pulso a los componentes ópticos utilizados en estos láseres limita la potencia máxima alcanzable y hace que estos sistemas sean extremadamente voluminosos; los láseres deben tener grandes anchos para evitar daños. Ahora, Matthew Edwards, de la Universidad de Stanford, y Pierre Michel, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, han teorizado que se pueden construir láseres de alta potencia utilizando ópticas hechas de plasmas, que pueden soportar una radiación mucho mayor que los materiales convencionales. [1].

Hoy en día, la óptica de plasma, como los espejos, se usa comúnmente en instalaciones de láser de petavatio. Pero los investigadores aún tienen que probar otros componentes clave de la ingeniería de láser de plasma de pulso corto, incluidas las redes de plasma. Tales rejillas pueden reemplazar las rejillas sólidas que se utilizan actualmente para comprimir pulsos de láser y aumentar su potencia máxima a niveles de petavatios.

Mediante la combinación de cálculos analíticos con simulaciones numéricas, Edwards y Michelle demostraron que se puede crear una red de plasma haciendo brillar láseres de baja potencia sobre el plasma para inducir una pequeña modulación periódica en el índice de refracción del plasma. Las predicciones indican que tal barrera tendría un límite de daños 10.000 veces mayor que el de una red convencional. También podría permitir la construcción de un láser 100 veces más potente que los sistemas actuales pero del mismo tamaño.

Trabajando con otro equipo, Edwards y Michel ya están realizando pruebas experimentales que indican que las rejillas de plasma se pueden construir con los parámetros requeridos. «Esperamos que estos resultados pronto conduzcan a una prueba de principio para el diseño de láser de plasma completo», dice Edwards.

-Mateo Reni

Matthew Reni es editor Revista de física.

referencias

  1. Sr. Edwards y B. Michel, “Redes de transferencia de plasma para comprimir pulsos láser de alta intensidad”, física Rev aplicado 18024026 (2022).

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