Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на Софийския университет и БАН
Наука

Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на БАН и на Софийския университет

Може да подкрепите MediaBricks.bg чрез платформата Patreon Become a Patron!

На 25 и 26 февруари нобеловият лауреат по физика за 2018 г. проф. Жерар Муру бе удостоен с почетното звание „Доктор хонорис кауза“ на БАН и на Софийския университет. През 2018 г. Жерар Муру заедно с Артър Ашкин и Дона Стрикланд получава Нобелова награда за физика за открития в областта на лазерната физика. Той стои в основата на изобретяването на метод за усилване на свръхкъси лазерни импулси, позволяващи достигане на безпрецедентни мощности и интензитети на светлинните полета.

На тържествените церемонии в БАН на 25 февруари и в СУ на 26 февруари проф. Жерар Муру произнесе академично слово. Той разказа за двете най-важни за обществото приложения на свръхмощните лазери, върху който са фокусирани неговите изследвания: в медицината, където те могат да се използва за адронна терапия и в опазването на околната среда – за намаляване на ядрените отпадъци и производство на безвъглеродна енергия.

Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на Софийския университет и БАН Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на Софийския университет и БАН

Постижението на проф. Муру е в областта на фотониката. Преформулирайки мотото в спорта „по-бързо, по-високо, по-далеч”, част от изследванията в лазерната физика и техника се развиват под мотото „по-високи енергии, по-къси импулси, по-високи интензитети на светлината”. Какво значи „бързо” в съвременната фотоника? С хронометър може да се измери една секунда или част от нея. Бързият затвор на обектив на камера реагира за около една милисекунда. Химическата експлозия се развива за около една микросекунда. Бързата цифрова електроника (например съвременен компютърен процесор) извършва една елементарна операция за типично време около (и по-малко от) една наносекунда. Характерното време за ротация и вибрация на молекули е от порядъка на пикосекунди. Такива къси времена са недостижими за съвременната електроника, но са обичайните при лазерите със синхронизация на модовете.

Пределът на тази техника е генерирането на импулси с един цикъл на носещата вълна под обвивката на импулса (single-cycle pulse), разбира се със специални активни елементи. Типичните продължителности на тези свръхкъси импулси са под 10 фемтосекунди. В тази и в суб-фемтосекундната скала са времената, характерни за „движенията” на електроните. Може би малко по-интуитивен е следният пример: 10 фемтосекунди се отнасят към 1 минута както 1 минута се отнася към възрастта на Вселената. Наистина интересно… Но има малък проблем… Типичната енергия на такива импулси е единици наноджаули (1nJ=10-9J), т.е. тя е … незначителна… Да, така е. Но мощността на тези импулси, с други думи тяхната енергия, разделена на продължителността им, надхвърля милион Вата (107 W).

Могат ли да бъдат постигнати и по-високи мощности? Дори при тези стойности светлината започва да разрушава оптичните материали. Да, възможно е. Отговорът е даден от Жерар Муру и неговата сътрудничка Дона Стрикланд в тяхна статия от 1985г. Формално, идеята се състои в правилното подреждане на три думи „разшири, усили, скъси”. Щом интензитетът при директно усилване става толкова висок, че оптичните среди се повреждат, импулсът предварително може да се удължи във времето, за да се намали интензитета му. При усилването той остава дълъг (и дори става още по-дълъг), но многократно се увеличава енергията му. Когато е постигнато възможното, усиленият импулс се скъсява (компресира), но вече само с отражателна оптика (напр. с двойка дифракционни решетки). Компресията води до драматично увеличаване на интензитета на импулсите.

На базата на предложената от Нобеловите лауреати техника се изграждат трите стълба на консорциума „Екстремна светлина” (ELI, Extreme Light Infrastructure), финансиран от Европейския съюз. Този в Прага (Чехия) ще се фокусират върху развитието на вторични източници на къси импулси от лъчения и частици. Инсталацията в Сегед (Унгария) ще предоставя на изследователите екстремно широко пренастройваеми източници на фемтосекундно и атосекундно лъчение (1as=10-3fs) при висока честота на повторение. Изследванията в Мъгуреле (Румъния) ще се фокусират върху лазерно-индуцирани ядрени реакции. За пълнота трябва да се отбележи, че Република България, представяна от Физически факултет на Софийския университет, е сред съоснователите на консорциума „Екстремна светлина”. В катедра „Квантова електроника“ бе изградена и първата Лаборатория по фемтосекундна фотоника в страната.

Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на Софийския университет и БАН Нобеловият лауреат по физика проф. Жерар Муру стана „Доктор хонорис кауза“ на Софийския университет и БАН

Може да подкрепите MediaBricks.bg чрез платформата Patreon Become a Patron!