Creato il laser più potente del mondo: brilla come un miliardo di soli. Created the most powerful laser in the world: shines like a billion of suns.

Creato il laser più potente del mondo: brilla come un miliardo di soli. Il procedimetno del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione. / Created the most powerful laser in the world: shines like a billion of suns. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Arriva dal Nebraska: luminosità da record, svela comportamenti insoliti della luce e potrebbe aiutare a sviluppare nuovi sistemi di imaging ad alta risoluzione.

C'E' UN laboratorio, presso la University of Nebraska–Lincoln, in cui succedono cose mai viste. Lo si intuisce già dal nome: Extreme Light Laboratory. Lì, i ricercatori guidati da Donald Umstadter sono riusciti a focalizzare la luce di un laser raggiungendo una luminosità da record, pari a un miliardo di volte quella del Sole, la più forte mai prodotta sulla Terra. Un traguardo grazie a cui gli scienziati sono riusciti a osservare un nuovo comportamento della luce e da cui, immaginano, potrebbe aprirsi una nuova era per tecniche di imaging, utili nel campo medico così come in quello della sicurezza, come raccontano sulle pagine di Nature Photonics.

Il laser da record si chiama Diocles Laser e i fotoni – le particelle di cui è fatta la luce – prodotti dal laser sono stati usati per osservare in che modo questi interagiscono con la materia, sparando questa luce su alcuni elettroni sospesi in elio. “Con questa inimmaginabile luce luminosa, succede che la diffusione – o scattering, uno dei processi tramite cui riusciamo a vedere – fondamentalmente cambia”, spiega Umstadter. Questo ha permesso ai ricercatori di fatto di osservare un fenomeno comune, come l'interazione tra la radiazione elettromagnetica e la materia che permette appunto la visione, ma sotto una nuova luce.

Normalmente, ricapitolano i ricercatori, un fotone dopo aver colpito la materia – e gli elettroni degli atomi di cui è fatta - diffonde allo stesso angolo e con la stessa energia che aveva prima di farlo. E, solitamente, un singolo fotone interagisce con un singolo elettrone alla volta, ma nell'esperimento i ricercatori sono riusciti a far diffondere più di 500 fotoni alla volta, grazie ai brevissimi e intensi impulsi laser (con esperimenti precedenti si era riusciti a far diffondere solo pochi fotoni alla volta).

Quel che gli scienziati hanno notato è che sopra una certa soglia d'intensità, la luminosità del laser cambia tutto, modificando l'angolo, la forma e la lunghezza d'onda (considerando la radiazione sia come onda che particella) della luce diffusa. “In questo caso la luce è come se cambiasse l'aspetto dell'oggetto che colpisce. La luce si diffonde a differenti angoli, con diversi colori, a seconda di quanto è luminosa”, continua Umstadter. Un cambiamento, spiegano i ricercatori, dettato dalla natura della luce incidente, dal movimento degli elettroni che vengono colpiti e, a sua volta, dai fotoni emessi dagli elettroni colpiti dalla luce.

Nel processo vengono prodotti impulsi di raggi X con caratteristiche energetiche e di durata che secondo i ricercatori potrebbero essere usati per produrre immagini tridimensionali su scala nanoscopica, utili per evidenziare tumori o fratture che sfuggono ai raggi X tradizionali,

o anche per i controlli presso gli aeroporti. Ma gli stessi raggi X potrebbero essere usati come una sorta di telecamera per osservare i movimenti che avvengono all'interno delle molecole durante le reazioni chimiche. Per immagini ad altissima risoluzione.

ENGLISH

Comes from Nebraska: record brightness unveils unusual light behaviors and could help develop new high-resolution imaging systems.

There is a lab at the University of Nebraska-Lincoln where things have never happened. It is already known by the name: Extreme Light Laboratory. There, researchers led by Donald Umstadter managed to focus the light of a laser at a record brightness of up to a billion times that of the Sun, the strongest ever produced on Earth. A milestone thanks to which scientists have been able to observe a new light behavior and from which, they imagine, a new era could be opened for imaging techniques useful in the medical field as well as in the security field, as they refer to the pages of Nature Photonics.

The recording laser is called Diocles Laser and the photons - the particles being light - laser products have been used to observe how they interact with matter, firing this light on some electrons suspended in helium. "With this unimaginable light, it happens that spreading - or scattering, one of the processes through which we can see - basically changes," explains Umstadter. This has allowed researchers to observe a common phenomenon, such as the interaction between electromagnetic radiation and material that allows vision, but under a new light.

Normally, researchers recapitulate, a photon after having hit the matter - and the electrons of the atoms it is made - spreads to the same angle and with the same energy as before it did. And usually, a single photon interacts with a single electron at a time, but in the experiment the researchers have been able to spread more than 500 photons at a time, thanks to the short and intense laser pulses (with previous experiments it had been able to spread Only a few photons at a time).

What the scientists have noticed is that over a certain intensity threshold, the brightness of the laser changes everything, modifying the angle, shape and wavelength (considering the radiation as both wave and particle) of the diffused light. "In this case, the light is as if it changes the appearance of the object that strikes. The light spreads to different angles, with different colors, depending on how bright it is, "continues Umstadter. A change, researchers say, dictated by the nature of the incident light, the movement of the electrons that are affected, and in turn, the photons emitted by electrons affected by light.

The process produces X-ray pulses with energy and durability characteristics that according to the researchers could be used to produce three-dimensional images on a nanoscopic scale, useful to highlight tumors or fractures that escape conventional X-rays,

Or even for checks at airports. But the same X-rays could be used as a kind of camera to observe movements occurring within molecules during chemical reactions. For high-resolution images.

Da:

http://www.repubblica.it/scienze/2017/06/27/news/creato_il_laser_piu_potente_del_mondo_brilla_come_un_miliardo_di_soli-169277497/