Сегодня расскажу о еще одном мегапроекте, который реализуется в России. Это еще одна установка класса Мегасайнс.
Речь идет о международном центре исследований экстремальных полей "ЦИЭС" - проекте XCELS. Эта установка основана на самом мощном в мире лазере. Мощность его импульса будет примерно на порядок превосходить любой лазер, существующий на планете.
В основе планируемой инфраструктуры будет лежать уникальный источник света с мощностью 0,2 Экзаватта (2 * 1017 Вт), в сотни раз превосходящей имеющиеся в настоящее время. Фундаментальные процессы взаимодействия такого излучения с веществом представляют совершенно новую область знания. Впервые откроются возможности изучения пространственно-временной структуры вакуума и неизвестных явлений на стыке физики высоких энергий и физики сверхсильных полей.
Стоит отметить, что Россия не просто так взялась за такой проект. У нашей страны огромный опыт в создании сверхмощных лазеров. Например, с 2006 года на базе Института прикладной физики РАН работает лазерный комплекс PEARL, с импульсной мощностью 0,56 ПВт и энергией 25 Дж, который на момент создания входил в пятёрку наиболее мощных лазеров в мире. Новый лазер будет мощностью 200 ПВт! Эта мощность приблизительно в 10 000 раз больше мощности всех источников энергии, работающих на планете.
А самый мощный, на данный момент лазер находится в Китае. Это установка SULF расположенная в Шанхайском институте оптики и точной механики. Её мощность 5,4 ПВт. Это самый мощный лазер в мире, но наш будет в 37 раз мощнее.
К тому же, Россия активно участвует в проекте XFEL - международный проект по созданию самого крупного в мире лазера на свободных электронах, предназначенного для наблюдения за ходом химических реакций.
Так что наша страна один из мировых лидеров в этой области. Поэтому Институт прикладной физики Российской Академии наук (ИПФ РАН), г. Нижний Новгород и затеяла такой проект, базируясь на опыте использования комплекса PEARL.
Источником экстремального светового излучения в XCELS должен стать 12-канальный лазерный комплекс с суммарной пиковой мощностью до 200 ПВт. Каждый из каналов строится по единой схеме многокаскадного параметрического усиления, прототипом которого является установка PEARL.
Приложения результатов исследований будут включать разработку компактных ускорителей заряженных частиц с размерами в сотни раз меньшими существующих суперколлайдеров, создание источников сверхкоротких импульсов жёсткого рентгеновского и гамма излучения для диагностики материалов с беспрецедентным пространственным и временным разрешением, разработку новых источников излучения и частиц для клинических приложений и др.
На данный момент проект находится в активной фазе реализации. Уже создана экспериментальная зона и плазменная камера с диагностическим оборудованием для экспериментов по взаимодействию петаваттных оптических импульсов с твердотельными мишенями. Создана уникальная магнитная система, позволяющая моделировать широкий круг астрофизических задач. Завершено строительство корпуса высоковольтной электроники, завершено создание части оборудования, которое будет использовано в проекте.
