В эпоху Рейгана, когда программой «Звездных войн» США стремились получить стратегическое превосходство над СССР, стали создавать лазеры на свободных электронах. Сохранился даже ролик: лазер на свободных электронах установлен на корабле и сбивает крылатые ракеты «вероятного противника», но наши физики сомневаются: это не более чем реклама, в море слишком многое мешает.
Лазер на свободных электронах — это лазер, излучение в котором генерируется моноэнергетическим пучком электронов, распространяющимся в ондуляторе. А ондулятор, в свою очередь — это устройство, задающее периодическую систему отклоняющих (электрических или магнитных) полей: электроны, совершая в них колебания, излучают фотоны — вот оно, излучение! — причем энергия этого излучения зависит от энергии электронов и параметров ондулятора.
«Новосибирский лазер на свободных электронах» — особое мировое достижение. Установка длиной 50 метров размещена в корпусе высотой примерно с три этажа. В Германии есть лазер на свободных электронах, он подчинен другим задачам, однако длина его — 3 км!
Наш лазер является конкурентным преимуществом российских исследователей из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН — такого нигде в мире нет! На заседании Президиума РАН 25 ноября 2014 года как раз и слушали научное сообщение «Новосибирский лазер на свободных электронах», где докладчиком был сам создатель, член-корреспондент РАН Николай Александрович Винокуров.
Лазер имеет рекордные характеристики, он является самым мощным в мире источником терагерцового (субмиллиметрового) излучения. Эта машина закрывает некоторые белые пятна физики. Основная особенность — возможность получать монохроматическое излучение на любой заданной длине волны от 0,1 нанометра до 1 миллиметра. Т.е. диапазон — 7 порядков: ни у каких других генераторов в мире такого нет.
Создание лазера стало сложной, многолетней работой. Это на Западе преспокойно выкладывают несколько сот миллионов долларов на научную установку. Наша же машина была создана с огромными трудностями, поскольку практически без государственной поддержки — и стартовала в начале нулевых годов.
Каков результат? Уникальные параметры излучения этого источника открыли возможности проведения исследований в самых различных областях — это развитие методов нанодиагностики, изучение физических, фотохимических и биохимических процессов. На шести рабочих станциях установки одновременно работают двадцать групп из двенадцати научных организаций как России, так и Южной Кореи, только в этом году пользователи проработали уже около тысячи часов.
Исследуются свойства материалов, изучается пламя, сквозь мощные стены этим лазером можно обнаружить металлические предметы, что необходимо для систем безопасности. Медики диагностируют кровь. Открываются возможности ликвидации ядерных отходов, много полезного открывается для энергетики. Приехали ученые с Байкала — попросили с помощью лазера открыть особые ракушки со дна озера.
Но, может быть, одно из самых перспективных — рентгенолитографическое производство интегральных микросхем, будущее микроэлектроники. Эту-то технологию нам из-за океана точно поставлять не будут! На Президиуме решили: собрать на мощное совещание все стороны, заинтересованные в подъеме отечественной электронной промышленности на базе этого лазера.
Докладчик не рассказал, что сам задействован во многих престижных международных проектах, в том числе в США, является автором ряда высоко оцененных работ.
«Нужно кооперироваться, — убежден председатель СО РАН академик А.Л. Асеев, — если с Европой не получится, значит, нужно кооперироваться с коллегами из Юго-Восточной Азии». «Мы здесь в этом научном направлении — совсем не бедные родственники», — добавил президент РАН академик В.Е. Фортов.
Фото в материале: «Научная Россия»
