Fizycy z Warszawy oddzielają prawdę od filmowej fikcji. Przy okazji testów nowego, kompaktowego lasera wielkiej mocy pokazują, jak naprawdę wyglądałby strzał z laserowej broni. Na opublikowanym przez nich filmie widać wędrówkę świetlnego pocisku w ekstremalnie zwolnionym tempie, zbliżonym do tego, który miłośnicy fantastycznych filmów znają z ekranów kin.
Kolorowe "pociski" laserowe są ozdobą wielu filmów fantastyczno-naukowych. Jak jednak wyglądałby prawdziwy laserowy pocisk podczas lotu, gdyby tylko można było go dostrzec? Jak oświetlałby otoczenie? Pokazuje to film nagrany w Centrum Laserowym Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk we współpracy z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
"Gdyby ktokolwiek chciał sfilmować pojedynczy impuls świetlny tak, by ten poruszał się na filmie równie wolno, co na naszym nagraniu, musiałby użyć kamery pracującej z szybkością miliarda klatek na sekundę" - mówi dr hab. Yuriy Stepanenko, kierujący zespołem odpowiedzialnym za budowę lasera. Takie kamery jednak nie istnieją. Dlatego naukowcy posłużyli się znaną już wcześniej sztuczką. Odpowiednio przygotowaną kamerę zsynchronizowano z laserem generującym impulsy z częstością około 10 strzałów na sekundę. Przy każdym kolejnym impulsie kamera rejestrowała obraz minimalnie opóźniony względem poprzedniego.
"Tak naprawdę w każdej klatce naszego filmu widać inny impuls laserowy" - wyjaśnia dr Paweł Wnuk. "Na nagraniu możemy obserwować wszystkie efekty związane z przemieszczaniem się impulsu laserowego w przestrzeni, w szczególności zmiany w oświetleniu otoczenia w zależności od położenia impulsu oraz tworzenie się rozbłysków na ścianach w chwili, gdy światło przechodzi przez rozpraszający je obłok skroplonej pary wodnej".
Impuls laserowy, trwający kilkanaście femtosekund (milionowych części miliardowej części sekundy), był generowany przez laser zbudowany w Centrum Laserowym IChF PAN i FUW. Miał tak wielką moc, że praktycznie natychmiast jonizował napotkane atomy. W rezultacie wzdłuż impulsu tworzyło się włókno plazmy - tak zwany filament. Dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów pracy lasera, wiązka świetlna nie rozbiegała się w powietrzu, a przeciwnie, ulegała samoogniskowaniu. Powodowało to, że impuls mógł się efektywnie przemieszczać na znacznie większe odległości niż impulsy mniejszej mocy, a przy tym zachowywał swoje pierwotne parametry.
"Warto zauważyć, że choć strzelamy laserem o świetle z zakresu bliskiej podczerwieni, to taka wiązka laserowa w powietrzu zmienia swój kolor na biały. Dzieje się tak, ponieważ oddziaływanie impulsu z plazmą generuje światło o wielu różnych długościach fal. Odbierane jednocześnie, dają wrażenie bieli" - tłumaczy dr Stepanenko.
Na podstawie materiałów prasowych IChF PAN.
