Визит представителя МИФИ на лазерный комплекс «Аполлон» (Франция)

Заведующий кафедрой теоретической ядерной физики № 32 Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ, профессор Сергей Попруженко недавно побывал на одной из самых мощных лазерных установок в мире «Аполлон» (Франция).

«Аполлон» – одна из крупнейших лазерных установок, мощность которой превышает петаватт – один миллион миллиардов ватт. В настоящее время во всем мире функционирует несколько установок такого класса – во Франции, Китае, Чехии, Румынии и Южной Корее. Еще несколько более мощных лазерных систем, в том числе российская установка XCELS, находятся на этапе проектирования и строительства. На лазере «Аполлон» должна быть достигнута мощность в 10 петаватт.

«В МИФИ, как вы знаете, строится лазерная установка «ЭЛЬФ», которая тоже попадает в класс высокомощных лазеров, но по другому критерию – в нашей установке будет достигаться большая энергия в импульсе – до 300 Джоулей (на «Аполлоне» – 60-70 Дж). Для исследования различных режимов взаимодействия излучения с веществом нужны как высокие мощности, так и высокие энергии, в одной установке это совместить невозможно. Для строительства «ЭЛЬФ» и развития ее программы научных исследований очень важно взаимодействие с другими лазерными центрами, в которых эксплуатируются высокомощные источники. Все они, как и наша установка, уникальны, и опыт работы с такими системами, в том числе опыт выявления ошибок и решения технических проблем, крайне ценен. Важно, чтобы сотрудники МИФИ включались в работу на других лазерных установках – не идентичных, но в чем-то похожих, – отметил Сергей Попруженко. – На «Аполлоне» сейчас проходит эксперимент, в планировании которого я вместе с зарубежными коллегами принимал участие. Эксперимент призван доказать возможность достижения рекордных значений напряженности электромагнитного поля при жесткой фокусировке петаваттного пучка. Установка начала работать всего полгода назад и на ней уже имеется большая очередь на проведение экспериментов, но для начала необходимо убедиться, что она действительно будет обеспечивать эти рекордные характеристики».

Исследовательский комплекс «Аполлон» площадью 4000 м² расположен неподалеку от Парижа, на территории CEA в Орм-де-Меризье и управляется Национальным центром научных исследований (CNRS) и Политехнической школой – одним из наиболее известных французских университетов. НИЯУ МИФИ сотрудничает с «Аполлоном» уже несколько лет. Эксперимент, в котором принимает участие Сергей Попруженко, будет завершен до конца 2025 года, но его результаты можно будет оценить по итогам обработки данных через три-четыре месяца.

Высокая мощность «Аполлона» и других лазерных источников такого класса открывает новые экспериментальные возможности в области ускорения заряженных частиц, включая протоны и ядра легких элементов, до энергий, сопоставимых с достигаемыми на классических ускорителях; в лабораторной астрофизике, когда в мишенной камере лазерной установки можно моделировать плазменные явления, протекающие в астрофизических объектах, в том числе в условиях, имевших место вскоре после Большого взрыва. Достижение еще бóльших мощностей лазерного излучения, ожидаемое в недалеком будущем, позволит экспериментально проверить важные предсказания квантовой физики, касающиеся свойств вакуума и элементарных частиц в присутствии сверхсильного электромагнитного поля.