16/07/2014 - Das Herz-Laser-Zentrum von Salamanca wird eines der leistungsstärksten Laser der Welt integrieren

Menéame

Im kommenden September wird der Puls-Laser-Zentrum (CPU) von Salamanca erhalten Sie eine Laser Petawatt. Dieses neue Team, dessen Montageprozess mindestens ein halbes Jahr dauern wird, wird in Frankreich nach den Leitlinien der spanischen Wissenschaftler gebaut und wird die neunt mächtigste der Welt.

Seit langem haben sie die ersten beiden Phasen derVEGA im Gebäude M3 des Wissenschaftlicher Park der Universität Salamanca. Dort werden die ersten Tests mit dem 20-Terawatt-Laser (Phase 1) und dem 200-Terawat-Laser (Stufe 2) durchgeführt, die nach dem Eintreffen der neuen Ausrüstung in das Gebäude des CLPU, dem Gebäude M5 des Parks, verlegt werden, um Teil des großen Systems zu sein, das den Petawatt-Laser (1.000 Terawatt, Phase 3) beherbergen wird.

Diese ersten Experimente konzentrieren sich auf die Beschleunigung und Charakterisierung von Protonen, wie sie in DiCYT Forscher, ein Bereich des Wissens, der für die Medizin bei der Suche nach neuen Therapien oder bei der Erzeugung von radioaktiven Arzneimitteln, die diese Partikel verwenden, sehr relevant sein kann. Die Tests werden in Protonenbeschleunigungskammern durchgeführt, die von den CLPU-Wissenschaftlern selbst entwickelt werden, da sie an der Spitze des Wissens arbeiten und auf dem Markt nichts Ähnliches vorfinden.

Design von Versuchskameras

Deshalb müssen sie sich mit allen möglichen Problemen auseinandersetzen. "Wir wollten einen transparenten Deckel machen, weil unser Ziel darin besteht, zu beobachten, was im Inneren vor sich geht," erklärt Alvaro Peralta, der für den wissenschaftlichen Bereich der CLPU verantwortlich ist, "aber es war nicht einfach, denn der Rest dieser Vakuumkammer ist aus Edelstahl gebaut, also haben wir mit Methacrylat getestet, was nicht angebracht war, und schließlich haben wir die Lösung gefunden: Kugelschutzglas." Der Schlüssel dazu ist, dass "dieses Glas den Druckunterschied zwischen dem Innenvakuum und dem Luftdruck von außen aushält," sagt er.

Dieses Beispiel erklärt sehr gut die Art der wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen, denen sich das Forschungszentrum vor der Einführung des Petawatt-Lasers gegenübersieht. "Wir leben am Rande der Technologie, es ist nicht einfach, an ein Unternehmen zu gehen und eine Bestellung zu machen, weil alles neu ist, wir müssen ihnen erklären, was wir wollen," betont der Experte.

Alle diese Instrumente werden "wiederverwertet," um andere Funktionen zu erfüllen, sobald die Installation des Petawatt-Lasers abgeschlossen ist. Dann werden die Versuchskammern neu und größer sein. Die derzeitigen werden jedoch als "Diagnosekammern" in Verbindung gebracht, die mit Detektoren ausgestattet sein und dazu dienen, die Interaktion zwischen Laser und den in den verschiedenen Experimenten verwendeten Materialien besser zu messen.

"Um zu überwachen, was passiert, muss man sich ein wenig zurückhalten. Die Interaktion mit der Materie kann zum Beispiel dazu führen, dass sich die Elektronen und Protonen, die sich beschleunigen, anders verhalten und auch wenn sie in dieselbe Richtung reisen, können sie schneller ankommen als andere," sagt Alvaro Peralta. "Es ist so, als würde ich neben Usain Bolt laufen, vielleicht in 10 Metern Entfernung, aber mit 90 Metern wird es sie geben. Dasselbe gilt für Partikel, und um diese Unterschiede zu messen, müssen wir die Diagnosekammern etwas weiter verflochten, die wir jetzt als Versuchskammern benutzen," so er.

Auf diese Weise erhalten die Techniker die nötige Fähigkeit, um im zukünftigen Petawatt-Laser dank der 20- und 200-Terawatt-Laser zu arbeiten, die dann nur zwei Nebenarme eines Systems sein werden, in dem der Petawatte-Laser hervorgehoben wird.

All dies wird im CLPU-Bunker installiert werden, einer großen Kamera, die bislang fast leer bleibt, die jedoch bereits für die Ankunft des Petawatt ausgerüstet ist. In einem angrenzenden Raum wurde bereits ein Primärvakuumsystem installiert, das die gesamte Anlage unterstützt und auch an Sicherheitsmaßnahmen arbeitet. In den nächsten Wochen wird eine Funkschutzwand den Bunker teilen und alles wird bereit sein, die Laserteile zu empfangen. Danach wird es ein halbes Jahr Montage und mindestens ein halbes halbes Jahr dauern, um die erforderlichen Tests durchzuführen, bevor die ersten Versuche beginnen.

Ultrakurze und ultraintensive Pulse

Der Schlüssel dieses Projekts ist die Emission von Lichtpulsen, deren Dauer ultrakurz und deren Leistung extrem hoch ist. Der Laser sendet also kein kontinuierliches Licht aus, sondern kurze Blitze mit sehr hoher Leistung: Ein Petawatt entspricht tausend Terawatt oder tausend Billionen (1 000 000 000 000 000) Watt. Diese Leistung wird jedoch nur für einen sehr kurzen Zeitraum im Femtosekundenbereich freigesetzt, also für ein Tausendstel einer Billionstelsekunde (10-15 Sekunden, das heißt 0.000 000 000 000 001 Sekunden). Dadurch lassen sich im Labor einzigartige Bedingungen zur Untersuchung der Natur erzeugen und Grundlagen für zahlreiche, bislang noch ungeahnte technologische Anwendungen schaffen.

VEGA wird nicht nur der neuntgrößte Laser der Welt sein.

Die Summe anderer Merkmale wie die Qualität Ihres Lichtstrahls macht die CLPU zu einem wissenschaftlichen und technologischen Juwel, das bald sowohl spanische als auch ausländische Spezialisten als auch Nutzer ausnutzen werden, die ihre Dienste zur Entwicklung fortgeschrittener Technologien benötigen.

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José Pichel Andrés/DICYT

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