Chalmersforskare slog världsrekord i ljus

2018-02-08 15:19  

Världens starkaste ljus har skapats i ett experiment där en grupp forskare vid Chalmers gjort beräkningarna.

(Artikeln har uppdaterats)

Ett experiment som skulle öka förståelsen för hur svarta hål fungerar har fått en bieffekt i form av ett världsrekord i ljusenergi.

– Det var inte vårt huvudsyfte men det kul att det blev så, säger Mattias Marklund som är professor i fysik vid Chalmers.

Ljus som uppkom under experimentet hade en energi på 30 miljoner elektronvolt. Det är det starkaste som någonsin uppstått med hjälp av en metod som kallas comptonspridning.

Den går ut på att sikta korta, och oerhört intensiva laserpulser mot elektroner som rör sig nära ljusets hastighet.

– Laserpulsen som vi använder för att krocka elektronerna är på en miljon miljarder watt. Sedan tar man all den effekten och fokuserar ner till en diameter på ungefär en mikrometer. Samlar man alla ljusstrålarna på ett så extremt litet område blir det en oerhört hög intensitet, säger Mattias Marklund.

– Intensiteten som man får från en sådan här laserpuls är större än om du tog allt befintligt solljus som faller in på jorden just nu och fokuserar på änden av ett hårstrå.

Den praktiska delen av experimentet utfördes av brittiska forskare på Astra Gemini-lasern vid Rutherford Appleton-laboratoriet i Oxfordshire. Mattias Marklund har tillsammans med kollegorna Tom Blackburn, Anton Ilderton och Chris Harvey tagit fram de teoretiska beräkningarna som användes i experimentet.

Målet med var att mäta en effekt som kallas för strålningsdämpning. Den gör att laddade partiklar som rör sig i elektromagnetiska fält strålar ut en massa energi, och på det viset bromsas in. Nästan lika kraftigt som om de kör in i en kompakt vägg.

– När det börjar bli riktigt starka fält vet vi från teorin att kvanteffekter börjar spela in. Det blir en stötvis inbromsning av elektronerna istället för en kontinuerlig. Du kan tänka dig att du pumpbromsar med bilen istället för att hålla nere bromspedalen, säger Mattias Marklund.

I experimentet, som utfördes redan 2015, lyckades forskarna komma nära kvantinbromsningen. Men de behöver mer mätdata för att bli helt säkra.

– Vi kommer att göra ett nytt experiment senare i år där vi försöker förfina den här metoden och få bättre data, säger Mattias Marklund.

Samma typ av inbromsning av laddade partiklar sker också utanför neutronstjärnor och svarta hål. Strålningsdämpningen spelar en viktig roll, och genom att återskapa den i experiment kan man kanske säga mer om hur partiklar som närmar dessa döende stjärnor.

– Nu har vi ju inte lyckats återskapa en neutronstjärna i labbet, men vi har åtminstone lyckats återskapa vissa av de förhållanden som partiklarna upplever, säger Mattias Marklund.

Och även om det starka ljuset från experimentet bara var en bieffekt kan det också ha en betydelse för andra forskare.

– Det finns en uppsjö med möjliga tillämpningar av den här typen av högenergistrålar. Man kan använda dem för att titta in i andra material som en slags avancerad röntgenmaskin, säger Mattias Marklund.

Simon Campanello

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt