2019 m. gegužės 15 d. Segedas, Vengrija. Nobelio premijos laureatas prof. Gerardas Mourou spusteli juodą mygtuką ir paleidžia femtosekundinius šviesos impulsus, žybsinčius 1000 kartų per sekundę dažniu. Matavimo įranga užfiksuoja ir pilnai auditorijai pademonstruoja ~6,5 femtosekundžių trukmės šviesos impulsus, kurių energija 32 milidžiauliai.

Taip startavo pasaulyje unikali, ultrasparti ir didelio intensyvumo lazerinė sistema SYLOS 2A, įdiegta ELI-ALPS tyrimų centro laboratorijoje Vengrijoje. ELI-ALPS yra vienas iš trijų ekstremalios šviesos infrastruktūros centrų, kuris buvo pastatytas siekiant gilinti žinias fizikos moksle, naudojant didelio pasikartojimo dažnio intensyvius atosekundinius šviesos impulsus. Iš kitų pasaulyje aukšto intensyvumo lazerinių centrų ELI-ALPS išsiskiria didžiausio pasikartojimo dažnio ir trumpiausius šviesos impulsus generuojančiomis sistemomis.

Lietuvių nuopelnas

SYLOS sistemą vengrų užsakymu sukūrė ir pagamino lietuviškų bendrovių „Ekspla“ ir „Light Conversion“ konsorciumas. Dvi didžiausios Lietuvos lazerių gamintojos kartu sujungė savo technologijas. „Tokiu būdu pasiekėme rezultatą, kuris, mūsų nuomone, nebūtų buvęs įmanomas tik vienai bendrovei. Kuriant šį lazerį, pritaikėme naujausias žinias, remiantis naujausiais moksliniais tyrimais ir bendrais projektais“, – teigė įmonių atstovai.

Sistema kurta remiantis Vilniaus universitete prof. Algio Petro Piskarsko atrasta OPCPA (optinis parametrinis čirpuotų impulsų stiprinimas) technologija. Šis darbas minimas 2018 m. Nobelio fizikos premijos dokumentuose, reikšmingai prisidėjęs prie premijos laureatų Gerard Mourou ir jo kolegės Donna Strickland pergalės. Premija buvo skirta už metodą (CPA), leidžiantį generuoti didelio intensyvumo ultratrumpus optinius impulsus. 1992 m. A. P. Piskarskas su moksline grupe patobulino šią technologiją ir tik per plauką nepateko tarp premijos laureatų.

Ekstremalūs parametrai ir milijonai eurų

2014 m. Lietuvos įmonių konsorciumas laimėjo ELI-ALPS skelbtą konkursą, kurio vertė 4 mln. eurų. Sistema (SYLOS 1) buvo baigta 2017 m. Vėliau buvo tęsiamas šios sistemos modifikavimo projektas (SYLOS 2A) už 875 tūkts. eurų. Dar du metus sistema buvo tobulinama ir pasiekti dar labiau ekstremalūs parametrai: stabilizuoti ultratrumpi ~6,5 femtosekundžių (1 fs = 10^-15 s) trukmės lazerio šviesos impulsai, kurių pikinė galia – 4,9 teravatai, o vidutinė galia ~32 vatai, 1 kHz pasikartojimo dažniu. Šiais impulsais galima tirti labai greitus procesus, kurie vyksta atomų ir molekulių lygmenyje. Lazerio spinduliuotė bus naudojama vykdant eksperimentinius, fundamentaliuosius tyrimus.

Ši moderniausia lazerinė sistema atveria kelią ekstremaliems ultravioleto ir Rentgeno spinduliuotės procesams, keturių matmenų vaizdavimui, taip pat įvairiems pramoniniams, biologiniams ir medicininiams tyrimams. Be fundamentinių tyrimų, ši lazerinė sistema bus panaudota projektui, kuriuo siekiama neutralizuoti branduolines atliekas.

„Visų pirma, norėčiau padėkoti tokiems svajotojams kaip prof. Mourou, kurie iškelia idėjas, viršijančias horizontą. Labai dėkojame Vengrijai ir jos žmonėms, kurie ėmėsi iššūkio peržengti lazerių technologijos ribas. Taip pat dėkojame Lietuvos mokslo lyderiams, ypatingai prof. Piskarskui, kuris padėjo lazerių fizikos žinių pagrindus Lietuvoje. Ir štai ką turime – svajonių, iššūkių ir žinių derinį, leidžiantį sukurti galingiausią lazerį tarp sparčiausių – ir tuo pačiu sparčiausią lazerį tarp galingiausių. Akivaizdu, kad net tokios mažos šalys kaip Lietuva ir Vengrija gali ženkliai prisidėti prie lazerių ateities“, – atidarymo ceremonijoje kalbėjo „Eksplos“ generalinis direktorius Kęstutis Jasiūnas.

Finišo tiesiojoje dar vienas aukštų energijų projektas. „Ekspla“ drauge su partneriu iš JAV „National Energetics“ pagamino ultradidelio intensyvumo lazerinę sistemą. Šiuo metu ji įrenginėjama ELI-beamlines laboratorijoje Čekijoje. Planuojama, kad sistema generuos 10 petavatų smailinės galios, ~1,5 kilodžiaulių energijos, 150 femtosekundžių trukmės šviesos impulsus – nieko panašaus pasaulyje dar nėra pasiekta. Sistemos paleidimas numatytas 2020 m. pabaigoje.