سرگی پاپروژنکو، پروفسور دانشکده فن آوری لیزری و پلاسمای دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو به خبرنگار پروژه «راهیاب اجتماعی» خبرگزاری «روسیه امروز» در خصوص اهمیت کشف مورو و استریکلند و همچنین چشم اندازهای کاربرد آن برای فیزیک لیزری در آینده شرح داد.
هدف از کشف استریکلند و مورو چه بوده است؟
کاری که آنها در سال ۱۹۸۵ انجام دادند، به پیشرفت عظیمی در افزایش حداکثر شدت ممکن سیستم های لیزری منجر شد.
در سال ۱۹۸۵ استریکلند و مورو اندیشیدند که چطور از این محدودیت عبور کنند. در همان زمان سیستم های لیزری پدید آمدند که ضربان های پرتو با طول مافوق کوتاه ایجاد می کردند. ضربان کوتاه لیزری ضمن استفاده از سیستم ممکن است در طول زمان کشیده می شوند بدین ترتیب مقداری از رنگ از ابتدا تا انتها تغییر کرده و از یک طرف قرمزتر و از طرف دیگر آبی تر می شود. چنین ضربانی از ابتدا تا انتها رنگ خود را مقداری تغییر می دهد.
ایده دیگری به ذهن مورو و استریکلند رسید: می توان ضربان مافوق کوتاه را تا مرز تقویت کرد و بارها آنرا به هزار و صد هزار بار کشید، بعد از اینکه کمی رنگی شد، هر یک از بخش های آن ، فرکانس خود را خواهد داشت و به راحتی از متوسط قابل تشخیص است. آنوقت چه اتفاقی برای قدرت ضربان می افتد؟ کم می شود. ضربان لیزری که در مرز قدرت بود،ضمن عبور از طریق شبکه انکسار ، کشیده می شود، قدرت آن بارها سقوط می کند. سپس ما می توانیم دوباره آنرا به سیستم وارد کنیم و یکباردیگر تا مرز افزایش دهیم. بعد، ضمن ورود به شبکه انکسار دیگر دوباره فشرده می شود.
این روند منجر به آن می شود که شدت لیزر به میزار هزار برابر افزایش می یابد. استریکلند و مورو نشان دادند که چطور این ایده کار می کند و مشخص شد که به راحتی می توان آنرا اجرا کرد.
این اختراع به چه چیزی منجر شد؟
چه زمانی دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو به این پروژه پیوست؟
یکی از بزرگترین نظریه پردازان جهان، متخصص الکترودینامیک کوانتومی میدان های الکترومغناطیسی قوی ، پروفسور نیکلای باریسویچ ناروژنی ، مدیرگروه تئوری فیزیک هسته ای بود. او با مورو از سال ۱۹۷۰ آشنا بود، زمانی که با هم در دانشگاه روچستر در آمریکا دوره کارآموزی را می گذراندند.
در سال ۲۰۰۵ در کنفرانس فیزیک لیزری در ژاپن مورو و ناروژنی ملاقات کردند و یکدیگر را به خاطر آوردند. دیدار آنها بسیار سازنده بود. وقتی مورو ، به سخنرانی ناروژنی گوش کرد که پیدایش یک جفت «الکترون و پوزیترون» را از یک خلاء در میدان الکترومغناطیسی قوی پیش بینی کرد و سخنرانی های دانشمندان دیگر ، او فهمید که اختراعش باید جهش بزرگی در توسعه فیزیک پایه ایجاد کند و اگر این فن آوری در سطح کامل تر اعمال شود ، آن میدان الکترومغناطیسی که ناروژنی درخصوص آن می گوید، بدست می آید.
مورو پرسید: چرا باید یک جفت «الکترون و پوزیترون» باشد؟ ممکن است اگر شدت آن بیشتر شود، خلاء با این جفت ها منفجر گردد و میزان زیادی از آن ها پخش شوند. در نتیجه یک عبارت مشهور خلق شد: « آرزوی من این است که چنین دستگاه لیزری بسازم که خلاء را منفجر کند.»
چطور می توان خلاء را منفجر کرد؟
این ایده در بحث و گفتگوی مورو و ناروژنی و سایر نظریه پردازان بروز کرد. الکترون در میدان لیزری می تواند با فوتون برخورد کند و یک جفت «الکترون و پوزیترون» دیگر بسازد و بعد از آن یکی دیگر. در نتیجه آبشاری ایجاد می شود. مشابه این آبشار ضمن سقوط پرتوهای فضایی در جو زمین به وجود می آید. این بارش شدید دقیقا از پوچی ایجاد می شود ، در صورتی که در آن پرتو لیزری قوی متمرکز شود.
ناروژنی، فدوتوف ، کورن و مورو کاری را منتشر کردند که در آن اثبات شد که این آبشار توسعه یافته و منجر به آن می شود که پرتو لیزری به طور کامل به ذراتی تبدیل می شود، این « انفجار خلاء» نامیده می شود. در واقع تا اجرای این ایده فاصله ی زیادی وجود دارد.
پروژه های مربوط به ساخت دستگاه های لیزری مافوق قدرت چطور توسعه می یابند؟
این کافی نیست برای آنکه ایده مورو در خصوص انفجار خلاء اجرایی شود اما این گام مهمی است.
گام بعدی ، ایجاد مرکز بین المللی نور شدید (XCELS) با همان قدرت در جهان دستگاه لیزری است که با شدت 1026 وات در سانتی متر مربع بالاتر است. چنین دستگاهی ضمن حضور مورو و سایر کارشناسان برجسته جهانی فن آوری لیزری مافوق قدرت در پژوهشکده فیزیک کاربردی آکادمی علوم روسیه در نیژنی نووگورود و تحت ریاست رئیس کنونی آکادمی علوم روسیه الکساندر میخایلویچ سرگییف طراحی شد. اکنون پروژه در انتظار حل مسائل مالی است که ممکن است دریافت جایزه نوبل توسط مورو آنرا به حرکت درآورد.
دریافت جایزه نوبل ممکن است چه پیامدهای دیگر به ارمغان بیاورد؟
من فکر می کنم که در جهان حمایت از پروژه های لیزری بیشتر می شود.
اجتماع به این جهت علمی توجه نشان داده و محصلین و دانشجویان از آن آگاه شده و کسی هم این زمینه از علم را برای خود انتخاب می کند.
این برای دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای پژوهشکده مهندسی فیزیک مسکو هم مهم است از آن جهت که دانشگاه ما عمیقا در این کار ادغام شده و ما به عنوان نظریه پرداز در پروژه های بزرگ ELI و XCELS حضور داریم.
علی رغم اینکه لیزرها هنوز ساخته می شوند، زیر ساخت های ELI کار خود را آغاز کرده است. من اخیرا آنجا بودم و از رئیس پروژه جرج کورن فهمیدم که در بین کارکنان پروژه روس ها جایگاه دوم را در تعداد دارند و در بین آنها خیلی ها از دانشکده ما هستند.
خاطر نشان می کنم که دانشکده مهندسی فیزیک مسکو شرایط آغازین خوبی به افراد جوان می دهد، کسانی که تصمیم دارند به علوم آزمایشی یا نظریه ای بپردازند. آزمایشگاه هایی که ما با آنها کار می کنیم در علوم لیزری آزمایشگاهی جهانی پیشرو هستند.
امیدوارم که چندسال دیگر دستگاه ELI کار کند و این گام قبل از اتمامی برای کنترل عملی ایده مورو است که بر پایه کارهای نیکلای ناروژنی و سایر نظریه پرداران فیزیک قرار دارد.
گام نهایی در روسیه انجام خواهد شد در صورتی که از پروژه XCELS حمایت شود.
