Коротко
Главная / Наука / Ученые из России создали терагерцовый «лазер», разрушающий металл

Ученые из России создали терагерцовый «лазер», разрушающий металл

Ученые из России создали терагерцовый "лазер", разрушающий металл

Физики из Российской академии наук создали генератор Т-лучей, способных разрушать металлические конструкции пока неизвестным науке способом, и проверили его в деле, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.

Михаил Агранат из Объединенного института высоких температур РАН в Москве и его коллеги выяснили, что  терагерцовое излучение можно применять и для других целей, создав установку, способную вырабатывать Т-лучи очень высокой интенсивности.

Когда такие лучи сталкиваются с «непрозрачной» для них материей, такой как металл или вода, она их поглощает. При этом лучи вырабатывают электрические поля, мощность которых может сильно варьироваться. В прошлом, как отмечают российские исследователи, сила этих полей была низкой, и их заинтересовало, как поменяется поведение «просвечиваемой» материи при повышении интенсивности этих полей.

Для этого физики собрали и протестировали уникальный терагерцовый «лазер», позволяющий создать электромагнитное поле с напряжением до 100 миллионов вольт на сантиметр длины, что примерно эквивалентно тому, какие поля возникают при ударах молний. По словам ученых, ни одна установка в мире не может достичь подобных показателей.

Экспериментируя с этим излучателем, ученые обстреливали с его помощью пластинки и пленки из алюминия, меняя мощность лучей и другие их свойства. В определенный момент времени импульс Т-лучей пробил дырку в фольге, что крайне удивило Аграната и его коллег — как раньше считали ученые, терагерцовое излучение должно быстро затухать при движении через металл и не причинять ему никакого вреда.

Открыв этот феномен, физики попытались повторить его и нащупать ту границу, где терагерцовое излучение начинает разрушать металл. Как показали наблюдения, для прожигания необходим достаточно сильный импульс, имеющий энергетическую плотность примерно в 150 милливатт на квадратный сантиметр.

Если мощность излучателя снизится даже на самое небольшое значение, то отверстие в металлической пластине не появится, однако на ее поверхности начнут выступать «шрамы».

«Мы обнаружили очень удивительный эффект. При большом количестве импульсов с мощностью ниже пороговой появляется разрушение странного, необычного типа. Объяснить его пока не удается, но, по крайней мере, механизм инициирования его мы предположили. Как мы считаем, это происходит из-за электрострикции, увеличения объема материала под действием электрического поля», — отмечает физик.

В ближайшее время Агранат и его коллеги планируют продолжить эксперименты, в ходе которых они надеются понять, почему Т-лучи начинают «выжигать» отверстия в металле только при достижении определенной энергетической плотности и почему менее мощные импульсы терагерцовых волн оставляют «царапины» на поверхности. Сами же излучатели такого рода можно использовать для тонкой обработки металлов и других целей.

Источник: ria.ru