Вторая область луча на Лазерный ускоритель лаборатории Беркли (BELLA) Центр скоро откроется для пользователей, что позволит исследователям изучать чрезвычайно горячую плазму, исследовать методы лечения рака и открывать новые материалы для квантовой науки. Новая точка взаимодействия, получившая название Interaction Point 2 (iP2), сможет производить лазерный луч примерно в тысячу раз ярче, чем это возможно в настоящее время в лаборатории.
Установка iP2 началась в 2020 году в компании BELLA, которой управляет Национальной лаборатории Лоренса Беркли (ЛБНЛ). Объект был завершен в срок, несмотря на остановку в марте 2020 года, вызванную пандемией COVID-19. Первые пуско-наладочные работы на iP2 начались в сентябре 2022 года, когда инженеры успешно доставили петаваттные пикосекундные лазерные импульсы.
В этих первоначальных экспериментах примерно половина максимальной энергии импульса применялась к мишеням из пенопласта низкой плотности, а также к тонким металлическим или пластиковым мишеням. Мишени из пены позволяют лазеру проникать дальше, чем другие материалы, что создает очень сильное магнитное поле, подобное вихрю в пене. Эта способность ускорять частицы до более высоких энергий на более коротких расстояниях обещает новые и, возможно, более дешевые способы изучения фундаментальной физики.
Мы открываем новую эру высокоинтенсивных лазерных экспериментов
Кэмерон Геддес
«Сжимая энергию лазера в этот короткий импульс и крошечный фокус, мы можем создавать эти очень экзотические маленькие фокальные пятна в мишенях», — говорит физик LBNL Лизелотта Обст-Хюбл, руководившая установкой iP2.
Высокая интенсивность
Первоначальные эксперименты на объекте будут включать исследования эффекта FLASH, при котором излучение, доставляемое короткими интенсивными импульсами протонов, используется для уничтожения раковых клеток, но не для уничтожения окружающих здоровых тканей. Исследователи BELLA хотят распространить предыдущие исследования эффекта на более толстую кожу и опухолевые ткани.
В одном из ранних экспериментов Обст-Хьюбл сказал: Мир физики, в сотрудничестве с биологами Лоуренса Беркли будут облучать анестезированных живых мышей, чтобы изучить, производит ли более высокая мощность «полезные эффекты, которые мы наблюдали в образцах клеток» в исследованиях iP1.
Другие запланированные исследования для iP2 включают методы улучшения кубитов и высокотемпературных сверхпроводников. «Мы открываем новую эру высокоинтенсивных лазерных экспериментов», — добавляет Кэмерон Геддес, директор отдела ускорительных технологий и прикладной физики LBNL.
