Verdens kraftigste laser har sat ny rekord
Ved at kombinere 192 laserstråler har forskere fremtryllet et lysglimt med en energi på to millioner joule. Det er et vigtigt skridt på vejen mod en fusionsreaktor, der kan levere billig energi i fremtiden.

Kammeret, hvor laserstrålerne mødes, og teknikerne har mulighed for at styre slagets gang. (Foto: Lawrence Livermore National Laboratory)

Kammeret, hvor laserstrålerne mødes, og teknikerne har mulighed for at styre slagets gang. (Foto: Lawrence Livermore National Laboratory)

Det suverænt største laseranlæg i verden har sat ny rekord.

192 ekstremt kraftige lasere blev affyret nøjagtigt samtidig, og ultraviolette laserstråler med en energi på 1.875.000 joule mødtes i det kammer, hvor forskerne i nær fremtid vil forsøge at få atomkerner til at smelte sammen.

Faktisk var laserlysets energi oppe over to megajoule, før lyset passerede gennem optikken og diverse måleinstrumenter, på vej til kammeret hvor laserstrålerne blev forenet i midten.

Koncentrerer energi på ét sted

Laseranlægget fylder lige så meget som tre fodboldbaner.

Det hedder National Ignition Facility og er en del af Lawrence Livermore National Laboratory i Californien.

Ideen med anlægget er netop at vise, at man ved hjælp af laserstråler kan koncentrere så meget energi på et lille sted, at brintkerner finder sammen og bliver til heliumkerner under udsendelse af energi.

Effekten bliver meget stor

Det er en milepæl, der nu er nået, fortæller Ulrik Uggerhøj, der er lektor i fysik ved Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet:

»De har vist, at deres laser rent faktisk kan skyde så kraftigt, som den er designet til.«

Fakta

En joule (J) er en enhed for arbejde og energi. 1 joule (1 J) er defineret som 1 watt gange 1 sekund eller 1 newton gange 1 meter.

To millioner joule er rigtig meget for en laser, men det er trods alt ikke mere energi, end der frigives, når et halvt kilo sprængstof eksploderer.

Men pointen er, at laserenergien frigives i løbet af meget kort tid, så effekten bliver uhyre stor.

1.000 gange USA's energiforbrug

I 23 milliardtedele af et sekund blev der frigivet tusind gange så meget energi, som der bruges i hele USA i samme tidsrum.

Effekten kom op på 411 billioner watt. Til sammenligning lyser en typisk laser-pegepind med en effekt på 0,003 watt.

»Man vil smelte atomkerner sammen, og det er principielt den samme proces, som foregår i solen.«  

»Så er det er vigtigt, at effekten er høj, for fusionsbrændslet skal varmes op meget hurtigt. Ellers forsvinder det, før det når at fusionere,« siger Ulrik Uggerhøj.

Temperatur: 100 millioner grader

Fusionen starter nemlig først ved et tryk på 100 milliarder atmosfærer og en temperatur på 100 millioner grader.

Laserstrålerne skal ramme en lille cylinder, hvor de først forvandles til røntgenstråler, før de presser brintatomerne så tæt sammen, at de forhåbentlig fusionerer og forvandles til helium.

Her ses det enorme anlæg, hvor de mange laserstråler skabes og forstærkes. (Foto: Lawrence Livermore National Laboratory)

Men indtil videre har der ikke været noget mål for laserstrålerne - de har endnu ikke fået lov til ramme noget.

I første omgang har det nemlig handlet om at demonstrere, at laseren virker som forventet. Næste skridt er så at anbringe brint-brændstoffet midt i laser-infernoet.

Næste skridt er fusion

»Med den energi, der nu er opnået, regner forskerne med at kunne nå det såkaldte break even-punkt. Her bliver den energi, de kan få ud af en fusionsproces, lige så stor som den energi, de bruger til at fyre laserne af,« fortæller Ulrik Uggerhøj.

Målet er selvfølgelig at få mere energi ud af fusionerne, end der bliver brugt på at skabe laserstrålerne, for ellers giver processen ikke meget mening.

På sigt håber forskerne på, at fusionskraft - stjernernes kraft her på jorden - kan blive en vigtig energikilde.

Kan snart smelte atomer sammen

Det kan have lange udsigter, men med det vellykkede forsøg på National Ignition Facility er forskerne nået et godt skridt videre.

Nu regner de med, at de kan smelte de første atomer sammen senere på året.

»Forskerne vil gerne vise, at metoden med at frembringe fusion ved hjælp af laserlys rent faktisk virker. Først derefter kan man tage stilling til, om det er noget, man tør satse på,« slutter Ulrik Uggerhøj.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om, hvordan forskerne tog billedet af atomerme.