Ливерморская национальная лаборатория (штат Калифорния) установила своеобразный рекорд. Созданная за 15 лет в её недрах система из 192 лазеров обеспечила беспрецедентную суммарную выходную мощность более чем в 500 ТВт.

Предусилители лазерной системы Ливерморской национальной лаборатории имени Эрнеста Лоуренса (фото: Damien Jemison/LLNL)

Для сравнения: у популярных лазерных указок мощность составляет 1 – 100 мВт, в косметологии и микрохирургии используется лазерное оборудование с мощностью от 0,5 до 5 Вт. Промышленные лазеры для резки выдают 0,1 – 10 кВт, а экспериментальные боевые – свыше 1 МВт.

Как обычно, дьявол кроется в деталях. Просто так сравнивать цифры не совсем корректно, поскольку в одних случаях указывается долговременная мощность, а в других – импульсная, и эффект от применения будет разный. Поэтому интерес представляет количество энергии, передаваемое лазером объекту. По этому параметру ливерморская система тоже устанавливает рекорд: 1,85 МДж – это почти в сто раз больше предыдущего максимального результата.

Отклонения характеристик в серии импульсов были менее 1 процента, что делает ливерморскую лазерную систему ещё и самой точной в мире. Разумеется, все эти выдающиеся значения получены не ради развлечения, а с сугубо практической целью. Сверхмощные и высокоточные лазеры необходимы для запуска реакции термоядерного синтеза гелия из водорода.

Такой процесс сейчас происходит в ядре Солнца и других звёзд близких спектральных классов. Он характеризуется высочайшим КПД и дразнит физиков уже давно, поскольку для запуска реакции требуются условия за пределами сегодняшних технических возможностей. Одним из ключевых условий инициации термоядерного синтеза является первичное сжатие водорода более чем в 12 миллионов раз, и лазер здесь – самый подходящий инструмент.

Создание источников энергии на основе термоядерного синтеза позволит справиться с назревающим энергетическим кризисом и заменить сотни устаревших электростанций одной миниатюрной копией звезды. Поскольку процесс синтеза может быть легко остановлен, электростанции нового типа потенциально являются самыми безопасными и экологически чистыми.

Пока желаемого результата не достигли, но гораздо интереснее то, что успешно воплощена идея масштабируемого сверхмощного лазера. Дальнейшее повышение его рабочих характеристик – несравнимо более простая задача.