Краткость — сестра удачи, или на острие луча

Статья продается только в составе журнала

Приставка «фемто» означает 10-15. Соответственно, фемтосекунда — это секунда в –15-й степени. Понять, что это такое, достаточно сложно, легче привести аналогию. Итак, если обычную секунду сократить до фемтосекунды, то время существования всей Вселенной (примерно 13,8 млрд лет по современным данным) легко уложится в семь с половиной минут. Впервые лазеры, выдающие импульсы фемтосекундной длительности, появились в начале 80-х гг. прошлого века. Тогда это произвело истинную революцию в науке. Сейчас, спустя три десятилетия, фемтосекундная лазерная физика — совершенно самостоятельное и чрезвычайно перспективное направление. Об исследованиях и разработках в этой области нам рассказал заведующий отделом лазерной плазмы ОИВТ РАН, руководитель Фемтосекундного лазерного центра доктор физико-математических наук Михаил Борисович Агранат.   

— Михаил Борисович, с лазерами нам все более или менее ясно. А чем специфическим может заниматься именно Фемтосекундный лазерный центр?

— Думаю, и с лазерами далеко не всем все ясно. Лазерная физика — обширнейший раздел науки, который мы еще только начали осваивать. И фемтосекундные лазеры занимают в нем стратегически важную позицию. Бурно развивается и фемтосекундная лазерная техника в направлении увеличения мощности излучения и уменьшения длительности импульса до долей фемтосекунд (аттосекундный диапазон).

Наш центр можно условно разбить на три комплекса, или три направления.

Первый комплекс состоит из фемтосекундных лазерных систем тераваттного (до 10 ТВт) и субтераваттного уровня мощности импульса излучения. Здесь проводятся экспериментальные исследования взаимодействия сверхсильных полей с веществом, свойств высокотемпературной лазерной плазмы, разработка короткоимпульсных источников терагерцевого и ренгеновского спектра излучения.

Второй комплекс условно называем технологическим. Здесь проводятся исследования с помощью фемтосекундных лазеров мегаваттной импульсной мощности, такие как исследования неравновесного нагрева спиновой подсистемы в ферромагнетиках, прочностных свойств материалов под действием ударных нагрузок предельно короткой длительности, образование горячих электронов в металлах и полупроводниках, сверхбыстрые фазовые превращения и многое другое. Отрабатываются прикладные задачи: как с помощью лазера удалять или наносить нанослой вещества, как создавать наноструктуры на поверхности различных материалов.

Третий комплекс — биомедицинский. Здесь разрабатывается уникальное оборудование, ведется работа над многими интересными задачами, для решения которых мы работаем вместе с биологами из Института биологии развития им. Н.К. Кольцова, биологического факультета МГУ, НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, медиками из Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина, Центром биофотоники при Гарвардском университете США, Центром молекулярной нейробиологии в Гамбурге, Германия. Основное направление исследований — клеточная медицина.  

Подробнее читайте на страницах журнала "В мире науки" №11_2015