מערכת הלייזר החזקה במזרח התיכון הותקנה באוניברסיטת ת״א

ד״ר ישי פומרנץ עומד בראש מעבדת המחקר ללייזרים בעוצמה גבוהה
מערכת הלייזר החזקה במזרח התיכון הותקנה באוניברסיטת ת״א

 

במעבדת מחקר חדשה בביה״ס לפיזיקה ולאסטרונומיה באוניברסיטת תל-אביב, הותקנה השבוע מערכת הלייזר החזקה ביותר במזרח התיכון. המערכת מספקת פולסים של לייזר בהספק של 20 טרה-וואט (20,000,000,000,000 וואט), פי אלף לערך מצריכת החשמל הכוללת של מדינת ישראל. באמצעות המערכת הזו, מתכוונים החוקרים ללמוד על האינטראקציה בין חומר לאור בעוצמה גבוהה.

 

כבר בתחילת שנות ה 60׳, זמן קצר לאחר המצאת הלייזר, הבינו מדענים את הפוטנציאל הטכנולוגי הגלום בלייזרים רבי עוצמה. בראש ובראשונה כמניע ליצירת אנרגיה זולה וירוקה באמצעות היתוך גרעיני. למרות הפוטנציאל היישומי הזה, הדרך ליצירת מערכות לייזר בעוצמה גבוהה במאה הקודמת היו מוגבלות ויקרות כל כך עד שרק מדינות ספורות יכלו להרשות לעצמן מתקני מחקר בתחום הזה. פריצת הדרך הגיעה לפני כ 15 שנה עם המצאת טכניקה חדשה וזולה יחסית ליצירת לייזר בעוצמה גבוה. הטכנולוגיה הזו נקראת Chirped Pulse Amplification והיא מיושמת היום במערכות לייזר בכ 20 מעבדות בעולם.

 

מערכת לייזר כזו נבנתה עבור אוניברסיטת תל אביב במשך השנה האחרונה על ידי חברת National Energetic  מטקסס, ארה״ב בעלות של כמליון דולר.

 

איך ניתן לחולל פולס לייזר בעוצמה הגבוהה יותר מצריכת החשמל של כל המדינה? ד״ר ישי פומרנץ, ראש מעבדת המחקר ללייזרים בעוצמה גבוהה מסביר: ״בפולס הלייזר שלנו יש מעט אנרגיה, בסך הכל כג׳אול אחד. זוהי אותה כמות אנרגיית אור למשל שהשמש תפיל ביום צהריים חם על כף היד שלנו במשך שניה אחת. הלייזר שלנו משחרר את כמות האנרגיה הזו בפרק זמן קצר מאוד – רק 25 פמטו-שניות (אלפית של מליונית של מליונית של שניה). ההספק שהוא כמות-האנרגיה-ליחידת-זמן לפיכך הוא עצום.״

 

לפני כעשרים שנה כשהתחילו להקרין חומרים באמצעות פולסי לייזר כאלה, התקבלה תוצאה מפתיעה: מתוך החומר המוקרן נפלטו חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מאוד. ״עד לא מזמן, היה ניתן לייצר חלקיקים אנרגטיים כאלה רק במתקנים גדולים מאוד; מאיצי חלקיקים או כורים גרעיניים. היום את אותם חלקיקים אנחנו יכולים לייצר פה אצלנו במעבדה״ מסביר ד״ר פומרנץ, ״המחקר במעבדה החדשה מתמקד בהבנת האינטראקציה בין אור וחומר, ובשימוש בחלקיקים האנרגטיים האלה למחקר ובעתיד גם לאפליקציות.״

 

עוצמת פולס הלייזר היא כה גבוהה, עד אשר אפילו מולקלות האוויר מתפרקות והופכות לפלזמה בנוכחותו. לכן כל הניסויים במעבדה נעשים בסביבת ואקום ב״סירים״ גדולים מפלדה. משקל כל סיר הוא כטון ואת המכסים ניתן להרים רק באמצעות מנוף. דולב רויטמן, סטודנט לתואר שני במעבדה מספר: ״מה שאני אוהב בתחום המחקר הזה הוא שמצד אחד אנחנו משתמשים בלייזר חזק ובכלי עבודה כבדים וגסים, ומצד שני מאות הרכיבים האופטיים במערכת חייבים לעמוד בדיוק הפחות ממיקרומטר כי שהניסוי יעבוד.״ כדי להגיע לדיוק כזה, דולב שולט בעשרות מנועים המאפשרים לכוון את רכיבי הניסוי הסגורים בתוך מערכת הואקום.

 

״ישנם מספר יישומים למאיצי חלקיקים שהיום לא ניתן לבצע מפאת הגודל והמחיר העצום ושל המכשירים האלה. התקווה שלנו היא שהמחקר יוביל ליצירת מאיצי חלקיקים קומפקטיים מבוססי לייזר אשר יוכלו לשמש ליישומים בתחומי הבטחון, טיפולי הקרנות לסרטן, הדמיה רפואית וכמובן – למחקר.״ 

 

אוניברסיטת תל-אביב, ת.ד. 39040, תל-אביב 6997801
Developed by
UI/UX Basch_Interactive