Новый метод лазерного нагрева обеспечит стократное ускорение процесса плавления элементов по сравнению с самой совершенной лазерной системой современности, установленной в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса в США.

Некоторые материалы смогут всего за 20 квадриллионных долей секунды набирать температуру, превышающую нагрев внутри солнечного ядра. Разработка в первую очередь применима для изучения термоядерных реакций.

Термоядерный синтез может стать спасением современной энергетики, в его потенциале – практически бесконечные запасы энергии и очень низкая стоимость производства. К сожалению, технология станет эффективной только с появлением возможности нагревать элементы до внутренних температур Солнца – над этой задачей бьется научная общественность и инженеры, использующие для нагрева лазерные технологии.

Как утверждают в Имперском колледже Лондона, ответ кроется не в увеличении лазерной силы, а в применении особой методики для нагрева разных материалов. К примеру, в высокотемпературной плазменной среде, где происходит атомный синтез, лазерный нагрев на самом деле проходит довольно сложно. Лазерный луч нагревает электроны нужного материала, а от них, в свою очередь, разогреваются ионы, из которых состоит большая часть вещества. Метод хороший, но недостаточно быстрый.

При разработке новой технологии решили отойти от первичного нагрева электронов и сразу перейти к нагреву ионов плазмы. При этом было обнаружено, что некоторые материалы под ударом лазерного луча создают так называемую электростатическую ударную волну.

Этот феномен был известен и ранее, но прежде лишь наблюдали, как некоторые ионы вещества "выбрасывает" на небольшое расстояние впереди волны. Ни о каком нагреве речи не велось. Но благодаря суперкомпьютерному моделированию научной группе удалось обнаружить, что в веществах с высокой плотностью, например в пластиках и в гидриде цезия, наблюдается интересный феномен. В этих материалах есть особый набор ионов, которые "разгоняются" с разной скоростью, и таким образом появляется эффект трения, недоступный в ситуации с единичным типом иона. Из-за высокой плотности вещества ударная волна "сжимает" ионы, в десятикратной степени приближая их друг к другу. Таким образом, эффект "трения" усиливается еще больше.

На данном этапе открытие носит только теоретический характер. Компьютерное моделирование показало, что твердые материалы небольшого размера можно будет нагревать примерно до 11,6 миллиона градусов Цельсия за десяток квадриллионных долей секунды. Теперь главная задача – успешное экспериментальное подтверждение теории. Авторы не сомневаются в успехе эксперимента. Если их надежды оправдаются, то им будет принадлежать открытие самого быстрого способа нагрева веществ в лабораторных условиях. Подобная разработка станет прорывом для исследований в области лазерного синтеза.