Nieuws

Metaalboren met ‘kurkentrekker’laser

laserboren
Gesimuleerd beeld van een 3D-gedraaide plasmagolfstructuur, aangedreven door ‘kurkentrekker’-lasergolven. (foto: UC San Diego).

Draaiende laserlichtpulsen die als kurkentrekker in metaal kunnen ‘boren’. Dit alternatief voor gangbare metaalboren wordt onderzocht door onderzoekers van de universiteit van California in San Diego. Nu nog gaat het om computersimulaties voor het boren met laserlicht, maar het team heeft een subsidie gekregen om daadwerkelijke experimenten uit te gaan voeren.

Met computersimulaties kon het onderzoeksteam voorspellen hoe in elkaar draaiende laserstralen met hoge intensiteit werken. Ook is gesimuleerd hoe verschillende materialen zullen reageren als erop geboord wordt met de gedraaide laserstralen.

Experimenten

Nu een subsidie voor de komende 3 jaar is binnengehaald, kunnen ‘echte’ experimenten op materialen worden uitgevoerd. Dat meldt phys.org.

Het onderzoek krijgt de nieuwe subsidie van de National Science Foundation (NSF). Het is de eerste NSF-subsidie voor onderzoekers uit Amerika.

“Het is zeer moeilijk om gedraaid licht met hoge intensiteit te maken”, stelt hoofdonderzoeker Alexey Arefiev die professor mechanische en aerospace engineering is aan de UC San Diego. “Conventionele methoden voor het draaien van licht zijn niet van toepassing.”

Interacties licht en materie

Met het geld gaan experimenten uitgevoerd worden om interacties te onderzoeken tussen het hoge intensiteit, hoogenergetisch gedraaid licht en materie.

Dit gebeurt onder meer in het Roemeense Măgurele, waar Europa’s nieuwe, geavanceerde centrum voor Extreme Light Infrastructure (ELI) for Nuclear Physics staat. Deze plek heeft ook een 10 Petawatt (1015 W) high energy lasersysteem

“We zijn heel blij dat we nu deze kansen krijgen”, zegt Arefiev. “Je moet je theoretische werk altijd experimenteel kunnen testen, omdat dit de enige manier is om inzicht te krijgen in hoe de natuur echt werkt.”

Magnetische velden

Zodra het draaiende laserlicht is opgewekt, is het de bedoeling dat deze hoge intensiteit laserpulsengaan inwerken op de materialen die bewerkt moeten worden. Er dienen daarvoor magnetische velden te worden gegenereerd die nog niet eerder zijn opgewekt.

Dit houdt in dat het orbitale impulsmoment (dat de kurkentrekkervorm geeft aan deze ultrakorte pulsen) daadwerkelijk kan worden overgedragen op het plasmamateriaal.

Het team verwacht te weten hoe de magnetische velden de dynamiek van ionen zal beïnvloeden. “Maar er is zo veel dat we nog niet weten, over hoe laserpulsen met het orbitale impulsmoment zich zullen gedragen, hoe het orbitale impulsmoment zich over de plasmamaterialen verplaatst en hoe dit het ionentransport beïnvloedt”, zegt Arefiev.

“Het leven zit vol met verrassingen, dit experimentele werk kan tot veel nieuwe ontdekkingen leiden.”

Ook voor tumortherapie?

Het onderzoek zou ook nieuwe inzichten kunnen geven die nuttig zijn voor uitwendige tumortherapieën. Zo kan het gedraaide licht wellicht gebruikt worden om de karakteristieken van ionenstralen te verbeteren die nodig zijn voor protonentherapieën.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven