Kích hoạt chùm laser mạnh nhất thế giới tạo ra đột phá mới

Công ty Thales (Pháp) hiện vận hành máy laser đặt tại trung tâm nghiên cứu gần thủ đô Bucharest của Romania. Trong phòng điều khiển của trung tâm, kỹ sư Antonia Toma kích hoạt chùm laser mạnh nhất thế giới, hứa hẹn tạo ra đột phá trong nhiều lĩnh vực từ y tế tới vũ trụ.

Cỗ máy laser sử dụng phát minh đoạt giải Nobel. Cụ thể, nhà nghiên cứu Gerard Mourou (Pháp) và Donna Strickland (Canada) đoạt giải Nobel Vật lý năm 2018 nhờ khai thác sức mạnh của laser để tạo ra thiết bị chính xác cao trong phẫu thuật mắt và ứng dụng công nghiệp.

Tại trung tâm nghiên cứu của công ty Thales, kỹ sư Toma đứng trước bức tường treo đầy màn hình hiển thị chùm ánh sáng và kiểm tra hàng loạt thiết bị chỉ thị trước khi bắt đầu đếm ngược. Ở phía bên kia của lớp kính là những dãy dài hộp màu đỏ và đen chứa 2 hệ thống laser.

Quy mô hoạt động ở trung tâm nghiên cứu khá lớn. Theo thông tin được công bố, hệ thống có thể đạt mức công suất cực đại 10 petawatt (1 petawatt bằng 10 mũ 15 watt) trong thời gian siêu ngắn cỡ femto giây (1 femto giây bằng một phần triệu tỷ giây). Franck Leibreich, giám đốc quản lý giải pháp laser ở Thales, cho biết các kỹ sư của công ty phải lắp đặt cẩn thận 450 tấn thiết bị để đạt hiệu suất khủng như trên.

Nhà nghiên cứu Mourou (trong ảnh) chia sẻ, bản thân vô cùng xúc động sau hành trình phi thường từ Mỹ, nơi ông đã làm việc suốt 30 năm, để đưa phát minh của mình được ứng dụng trong thực tế ở châu Âu. Dự án ra đời vào những năm 2000 từ dự án Cơ sở hạ tầng ELI lớn hơn của Liên minh châu Âu.

Tòa nhà công nghệ cao, nơi đặt trung tâm nghiên cứu, có chi phí xây dựng 350 triệu USD. Nguồn kinh phí này chủ yếu đến từ Liên minh châu Âu. Công ty Thales cho biết đây là khoản đầu tư lớn nhất trong nghiên cứu khoa học ở Romania. Trong thời gian qua, một số nước trên thế giới như Pháp, Trung Quốc và Mỹ đã và đang thúc đẩy dự án riêng để sản xuất các máy laser mạnh hơn.

Các nhà khoa học luôn tìm cách tạo ra máy laser mạnh hơn. Tuy nhiên, vào giữa thập niên 1980, họ đối diện một thử thách là không thể tăng công suất mà không ảnh hưởng tới việc khuếch đại chùm ánh sáng. Trong bối cảnh đó, nhà nghiên cứu Mourou và Strickland, sinh viên của ông khi đó, đã phát minh kỹ thuật gọi là khuếch đại xung cực ngắn cường độ cao (Chirped-Pulse Amplification, hay CPA). Sáng chế này giúp tăng công suất và khuếch đại an toàn.

Kỹ thuật này hoạt động bằng cách kéo căng xung laser siêu ngắn, khuếch đại nó và nén lại lần nữa, tạo ra xung laser ngắn và mạnh nhất thế giới. Về sau, CPA được con người ứng dụng trong phẫu thuật mắt và hứa hẹn có thể mở đường cho việc ứng dụng công nghệ laser trong nhiều lĩnh vực tiềm năng khác, bao gồm y tế.

Nhà nghiên cứu Mourou cho biết thêm, ông và các đồng nghiệp sẽ sử dụng loại xung siêu mạnh để sản xuất nhiều máy gia tốc hạt nhỏ gọn với giá rẻ hơn nữa nhằm tiêu diệt tế bào ung thư.

Ngoài ra, máy laser còn có những ứng dụng tiềm năng khác như xử lý chất thải phóng xạ bằng cách giảm thời gian hoạt động phóng xạ hay dọn rác tích tụ ngoài không gian. Ông Mourou đưa ra dự đoán thế kỷ 21 sẽ là kỷ nguyên của laser.

Mời độc giả xem video: Bí ẩn tảng đá nghìn năm tuổi bị xẻ đôi như được cắt bằng laser.

Tâm Anh (theo Phys)