Zástupci Grantové agentury ČR (GA ČR) a laserového centra Eli Beamlines to uvedli v dnešní tiskové zprávě. Výzkum bude prvním projektem společně financovaným GA ČR a americkou Národní vědeckou nadací (NSF). Výzkum vyjde zhruba na 23 milionů korun.

Tým doufá, že pomocí experimentů prokáže efektivní produkci hustých svazků gama záření, v pozemských podmínkách by šlo o průlom. Podle vědců hvězdy, například pulsary, mohou díky svým extrémním energiím vytvářet hmotu a antihmotu přímo ze světla. Magnetické pole pulsaru je totiž plné elektronů a pozitronů, vznikajících při srážkách fotonů. Vědci by chtěli reprodukovat stejné jevy v laboratoři na Zemi, je to však nesmírné náročné. Je potřeba hustý oblak fotonů s energií milionkrát vyšší než viditelné světlo, tento oblak se ale odborníkům dosud nepodařilo vytvořit. Podle fyzikálních teorií by k tomu však mohly pomoci právě vysoce výkonné lasery, které má výzkumná Infrastruktura pro extrémní světlo (ELI Eric). Tu vedle centra ELI Beamlines tvoří také ELI Alps sídlící v maďarském Segedínu.

Současný výzkum povede Alexey Arefiew z Kalifornské univerzity v San Diegu, vývoj terčů pro lasery s vysokou opakovací frekvencí bude mít na starost firma General Atomics a potřebné experimenty provede v dolnobřežanském centru tým vedený Florianem Condaminem a Stefanem Weberem. Koncepci vypracoval právě Arefievův tým, který se specializuje na superpočítačové simulace intenzivních interakcí světla s hmotou.

Výzkum využívá efektu, který nastává, když jsou elektrony v plazmatu urychleny na rychlost blízkou rychlosti světla vysoce výkonným laserem. Efekt, tzv. relativistická průhlednost, způsobuje, že dříve neprůhledné husté plazma se pro laserové světlo stane průhledným. V takovém režimu se při šíření laseru plazmatem tvoří extrémně silná magnetická pole. Relativistické elektrony kmitají v magnetickém poli, což vede k uvolnění gama záření, převážně ve směru laseru.

„Je velmi povzbudivé, že jsme schopni generovat taková magnetická pole, která dříve existovala pouze v extrémních astrofyzikálních objektech, jako jsou neutronové hvězdy,“ podotkl Arefiev. „Schopnost laserů ELI Beamlines dosáhnout velmi vysoké intenzity na terči je klíčem k dosažení tohoto režimu,“ sdělil vědec.

Vedle výzkumu materiálů by budoucí výsledky mohly podle expertů přispět například k analýze jaderného paliva a zobrazování jaderného odpadu nebo hloubkové radiografii s vysokým rozlišením.

Praha/Dolní Břežany (ČTK)