Lietuviškų lazerių šviesa prasiskverbė į pasaulio mokslininkų laboratorijas

„Mes kalbamės, o šviesa jau sklinda“, – štai taip į klausimą apie „paprasčiausias“ lazerių panaudojimo galimybes atsakė įmonės „Ekspla“ mokslo vadovas dr. Andrejus Michailovas.

Mobiliojo ryšio signalas radijo bangomis sklinda į artimiausią bazinę stotį, iš jos – į centrinę valdymo sistemą, kuri nukreipia duomenis arba į kitą bazinę stotį, arba į fiksuotojo ryšio tinklą bei internetą.

„Taigi bazinė stotis „nuleidžia“ signalą į šviesolaidį kabelį, ir šviesa nuneša jį ten, kur reikia. Tai viena technologijų, kuri šiais laikais užtikrina didelės apimties informacijos perdavimą erdvėje, – šviesolaidinis ryšys aptarnaujamas būtent lazeriais“, – štai taip, kas įprasta, bet neregima, apibūdino A.Michailovas.

Lietuvos lazerių pramonė yra šviesos technologijų lyderė pasaulyje.

Dauguma jos produkcijos yra eksportuojama – lietuviški lazeriai pasaulyje pasiekia daugiau nei 70 šalių. Taip pat Lietuva užima daugiau nei pusę pasaulinės ultratrumpųjų impulsų mokslinės rinkos.

Mokslas, medicina, elektronikos bei automobilių pramonė, gynyba – tai tik kelios sritys, kuriose naudojamos mūsų šalies įmonių kuriamos lazerinės technologijos.

Lazeriai – medikų rankose

Tai buvo seniai, pirmaisiais atkurtos Nepriklausomybės metais. Sostinėje dirbęs kardiologas Saulius Maceina buvo vienas pirmųjų gydytojų, į rankas paėmusių gydomąjį lazerį. Tačiau juo gydė ne širdies ligas – jis pagelbėdavo žmonėms, surakintiems stuburo bei sąnarių skausmų.

Tikėtina, kad maždaug prieš 35 metus gydytojas naudojo profesoriaus, išradėjo Rimanto Kanapėno sukurtą lazerį.

Šis mokslininkas pirmasis Lietuvoje 1983-iaisiais patentavo ir sertifikavo gydomąjį LMP-010 lazerį ir pradėjo jį taikyti praktikoje.

„Esu technikas“, – nusijuokė profesorius, paklaustas, ar jis fizikas, ar medikas.

R.Kanapėnas vadovauja sostinėje esančiam Lazerinės technologijos centrui (LTC), kuriame gaminamus gydomuosius lazerius naudoja ir Lietuvos, ir daugybės ES bei Skandinavijos šalių gydymo įstaigos.

„Lietuvoje mūsų lazerius yra įsigiję apie 80 proc. sveikatos priežiūros įstaigų – ir privačių, ir valstybinių.

Apskritai tai vienintelis tokio tipo mokslinis praktinis institutas Baltijos jūros šalių regione, kuriantis plataus profilio lazerinius gydymo ir diagnostikos prietaisus.

Pasak R.Kanapėno, LTC dalyvauja viešųjų pirkimų konkursuose, kuriuos skelbia įvairios šalies poliklinikos, regioninės ligoninės.

„Mūsų lazerius yra įsigijusios ir Vilniaus universiteto Santaros klinikos, ir Kauno medicinos universiteto klinikos, ir Druskininkuose esančios sanatorijos.

Pavieniai žmonės irgi perka mažuosius mūsų lazerius LMP-010M. M ir reiškia, kad tai miniatiūrinis gaminys. Jis tesveria gramus ir net pateko į Lietuvos rekordų knygą“, – užsiminė R.Kanapėnas.

Jo sukurti lazerinės medicinos prietaisai naudojami ne tik fizioterapijoje, bet ir daugybėje kitų medicinos sričių, pavyzdžiui, gydant sąnarių ligas, sumušimus, patempimus, traumas, plaučių ar odos ligas. Jie praverčia neurologijoje, otorinolaringologijoje, odontologijoje, ginekologijoje ir kitur,

Pasak R.Kanapėno, gydomasis poveikis pasiekiamas, kai vienu metu į žmogaus biologinius audinius, kraują, bioaktyvius taškus ar odą yra nukreipiamas lazerio infraraudonųjų spindulių srautas ir stiprus magnetinis laukas.

„Abu patentuoti lazeriai pamažu tobulinami, daug jų esame padovanoję Ukrainai – bendravome su ukrainiečiais nuo 2015-ųjų, bet karas nutraukė mūsų ryšius“, – užsiminė profesorius.

Trijų dešimtmečių istorija

Vieni kitų jie nevadina žvaigždėmis. Nors jų išmintis ir patirtis tarp pasaulio mokslininkų šviečia taip pat ryškiai, kaip ir gaminami lazeriai.

Lietuvių Steve’as Jobsas? Greta šviesaus atminimo išradėjo, „Apple“ kompanijos įkūrėjo S.Jobso žvaigždės mokslininko Romo Danieliaus žvaigždė šviestų ne ką silpniau. Bent jau tuo nė kiek neabejojo kartu su juo prieš 30 metų įmonę „Light Conversion“ (iš pradžių ji buvo vadinama „Šviesos konversija“) kūręs Algis Petras Piskarskas.

Šis žmogus mirė 2022-aisiais, o R.Danielius, Vida Piskarskienė, Valdas Sirutkaitis bei įmonė „7-Industries“ iki šiol tebėra bendrovės „Light Conversion“ akcininkai.

Link įmonės stumtelėjo italai

„Tuo metu, kai 1994-aisiais įsteigėme įmonę, nebuvome lazerių gamybos naujokai, – yra sakęs šios įmonės direktorius mokslui R.Danielius. – Turėjome patirties, nes ir sovietmečiu turėjome gamybos užsakymų.

Apskritai pirmuosius parametrinius (keičiančius parametrus) šviesos stiprintuvus Vilniaus universiteto lazerių centre sukūrėme 1970-aisiais, o po penkerių metų buvo apginta ir pirmoji disertacija.“

Kaip bus finansuojamas mokslas? Ar apskritai jis bus finansuojamas? Pirmaisiais atkurtos Nepriklausomybės metais atsakymų į šiuos klausimus niekas nežinojo. Tačiau tuo metu Vilniaus universiteto fizikai jau turėjo ryšių su italais – Florencijos universiteto laboratorija buvo užsakiusi tam tikrų tyrimų.

„Pamatę, ką sugebame, italai pirmieji paprašė pagaminti daugiaspalvį priedą ypač greitų impulsų lazeriui. O kartu ir pakurstė įmonės steigimo idėją“, – prisiminė R.Danielius.

Jo teigimu, įmonė buvo vienas būdų išsaugoti universitete mokslininkus. Taip 1994-aisiais joje, dirbdami puse etato, veiklą pradėjo 10 universiteto fizikų. Jų paleista verslo gniūžtė nuriedėjo tais pačiais 1994-aisiais, kai į Kalifornijoje vykusią parodą fizikai nugabeno pirmąjį komercinį prietaisą – parametrinį šviesos stiprintuvą „Topas“.

Taip Vilniaus universiteto Lazerių centro mokslininkai pasėjo pripažinimo sėklas, kurios vėliau sudygo daugybėje pasaulio mokslo laboratorijų ir aukštųjų technologijų įmonių.

Įmonė išsiplėtė

Vieta – Vilniaus pakraštys, prigludęs prie Kairėnų botanikos sodo. Adresas – Dvarčionys, Keramikų gatvė. Tai dabartinė bendrovės lazerinių sistemų gamybos bendrovės „Light Conversion“ buveinė.

Ne vienus metus lazerių gamintojai darbavosi prie „Dvarčionių keramikos“ fabriko prigludusiose ankštokose patalpose ir glaudėsi studentų bendrabutyje, Saulėtekio alėjoje nuomojamose patalpose.

Dabar tai didžiulis statinių kompleksas – mokslininkai darbuojasi net 17,5 tūkst. kv. metrų ploto patalpose.

Tačiau dirbdami ir kuklesnėse patalpose jie pradėjo ir baigė ne vieną tarptautinį projektą. Apie 2010-uosius, pakviesti italų, „Light Conversion“ fizikai kartu su dar keleto ES šalių tyrėjais dalyvavo tarptautiniame projekte „Atlas“ – kūrė genų tyrimams skirtą femtosekundinį – ypač greitų impulsų – lazerį, naudotiną DNR ir baltymų sąveikai tirti.

Iš pradžių buvo „Topas“

„Light Conversion“ gaminių kataloge prekės ženklas „Topas“ ir šiuo metu egzistuoja. Šie įmonės gaminami įvairių rūšių optiniai parametriniai šviesos stiprintuvai užima apie 80 proc. pasaulio lazerių rinkos.

Ypač šių prietaisų poreikis padidėjo, kai „Light Conversion“ ėmėsi bendradarbiauti su JAV lazerių įmonėmis. Pardavusi pirmuosius gaminius įmonė sustiprėjo. Už gautas lėšas mokslininkai ėmėsi kurti trumpų impulsų lazerį – savitą „Topas“ variklį.

Pamažu „Topas“ transformavosi – tapo daugiaspalviais lazeriais, kurie kaip priedai parduodami kitokius lazerius gaminančioms pasaulio įmonėms.

„Nors „Topas“ optiniai parametriniai stiprintuvai padėjo įmonei sėkmingai įsitvirtinti lazerinių technologijų pramonėje, šiuo metu įmonės vėliavnešiais yra tapę „Carbide“ ir „Pharos“ femtosekundiniai lazeriai“, – sakė „Light Conversion“ generalinis direktorius Martynas Barkauskas.

Įmonės pagrindinė gaminama produkcija yra ultratrumpųjų impulsų lazeriai ir lazerinės sistemos. Pasak M.Barkausko, šiuo metu visame pasaulyje veikia daugiau nei 9 tūkst. „Light Conversion“ lazerinių sistemų – produkcija eksportuojama daugiau nei į 50 šalių, įmonės klientai yra visi pasaulio „TOP 50“ sąraše esantys universitetai.

Įmonė yra įsteigusi tarptautinius biurus JAV, Pietų Korėjoje ir Kinijoje, o šiemet duris atvėrė įmonės taikymų laboratorija Silicio slėnyje.

Pjūklai ir medicina

„Light Conversion“ gaminamų ultratrumpųjų impulsų lazeriai generuoja impulsus, trunkančius keliasdešimt femtosekundžių, tačiau kiekvienas jų gali nešti net 10 gigavatų (GW) siekiančią energiją.

Ar įmanoma bent jau nujausti, koks tai greitis ir kokia galia? Galbūt. Pavyzdžiui, atominės elektrinės vidutiniškai generuoja 1 GW galią – 10 kartų mažesnę nei lazerio impulsas.

Laiko sąvoka apskritai šioje vietoje net neegzistuoja. Jeigu būtų įmanoma pasakyti, kokią sekundės dalį sudaro femtosekundė, atitikmuo būtų sekundės palyginimas su 31,7 milijono metų.

„Tokios lazerių impulsų savybės leidžia juos pritaikyti itin didelio tikslumo reikalaujančiose pramonės šakose – ten, kur reikia veiksmingai apdirbti medžiagas termiškai jų nepažeidžiant.

Pavyzdžiui, įmonės lazeriai naudojami puslaidininkių pramonėje silicio lakštams pjaustyti, taip pat gaminant telefonų kamerų stikliukus, ekranus, medicinoje – gaminant stentus kraujagyslių plėtimo operacijoms, intraokulinius – lazerinėje akių chirurgijoje naudojamus – lęšius ar žymint medicininius įrankius“, – kalbėjo M.Barkauskas.

Ultratrumpųjų impulsų lazeriai atsiduria ir ten, kur yra pjaustomos ar virinamos detalės – gaminami prabangūs laikrodžiai ar purkštukai automobiliams.

Regėjimo korekcijos operacijoms naudojami įmonės „Pharos“ ir „Carbide“ lazeriai, kurie rinkoje buvo pristatyti atitinkamai 2006 ir 2013 metais.

„Moksle šie lazeriai gali būti pritaikyti tiriant sparčiausius gamtos procesus bei jų lemiamas medžiagų savybes spektroskopijos ir mikroskopijos srityse.

Čia lazerių naudojimą galima palyginti su fotoaparatu: kuo trumpesnė išlaikymo trukmė, tuo spartesnį veiksmą galima užfiksuoti, pavyzdžiui, sportininkus varžybų metu ar lenktynių bolidus.

Tad kuo trumpesnė yra lazerio impulso trukmė, tuo spartesnius procesus galima stebėti smulkiausiuose struktūrose, organizmuose, molekulėse ar net detektuoti pavienių krūvininkų judėjimą.

Pavyzdžiui, galima stebėti, kaip vyksta medžiagų apykaita gyvų zebražuvių embrionuose arba kaip perduodami impulsai pelių smegenyse ir ką „veikia“ elektronai, molekulėse sugėrę šviesos kvantą“, – pavyzdžių pateikė M.Barkauskas.

Vis dėlto tam, kad naudodami lazerius mokslininkai galėtų tirti įvairiausias medžiagas, turi būti galimybė keisti lazerio šviesos dažnį arba, paprasčiau tariant, spalvą.

Kiekviena medžiaga savitai reaguoja į skirtingų dažnių šviesą – ją atspindi, praleidžia ar sugeria. Pagal šią medžiagų reakciją galima nustatyti jų savybes, sudėtį, stebėti jų elgseną organizmuose.

Nors lazeriai skleidžia vieno dažnio spinduliuotę, šį dažnį galima keisti pasitelkus optinių parametrinių stiprintuvus. Prijungus tokį stiprintuvą prie lazerio jo dažnis gali būti varijuojamas tam tikrame dažnių diapazone, priklausomai nuo mokslininkų tiriamų medžiagų.

Būtent nuo tokių stiprintuvų gamybos ir prasidėjo „Light Conversion“ istorija, kai 1994-aisiais įsteigta įmonė pagamino „Topas“ optinius parametrinius stiprintuvus titano safyro lazeriams.

Vėliau, sukūrus „Pharos“ femtosekundinius iterbio lazerius, buvo pradėta plėtoti „Orpheus“ optinių parametrinių stiprintuvų linija.

Įmonė gamina ir „Harpia“ spektrometrus, skirtus medžiagoms tirti laikinės skyros spektroskopijos metodais, bei „Cronus“ mikroskopijos šaltinius, sukurtus biologinėms terpėms analizuoti.

„Light Conversion“ lazeriniai įgalina ir didelio intensyvumo lazerinių sistemų veiklą. Pavyzdžiui, Vengrijoje ELI-ALPS tyrimų institute ji veikia kartu su Lietuvos įmonės „Ekspla“, sukūrusia lazerinę sistemą, pasiekiančią net 15 TW smailinę galią.

Už laboratorijos ribų

2020-aisiais į aukštųjų technologijų rinką įžengusi „Aktyvus Photonics“ yra viena jauniausių lazerinių technologijų gamybos bendrovių.

Pasak įmonės vadovo Lauryno Šato, pastaruoju metu pradėta plėsti gamybos infrastruktūrą, kad būtų galima įvykdyti didelius užsakymus.

„Esame sukūrę unikalią lazerinę technologiją ir mums reikia užtikrini tolesnę gamybą ir kurti naujus produktus naudojantis turima fundamentine technologija.

Dalį investicijų skiriame ir integruotiems lazeriniams prietaisams kurti – tokiems, kuriuos naudojant būtų galima sustiprinti Ukrainos gynybos pajėgumus“, – sakė L.Šatas.

„Aktyvus Photonics“ kuriamų lazerinių šaltinių išskirtinės savybės – tai atsparumas aplinkos poveikiui ir kompaktiškumas. Juos galima lengvai integruoti į bepiločius orlaivius ir kitas mobiliąsias platformas.

„Lazeriai mums, fizikams, yra ypač patraukli sritis. Juk mes padedame industrijai įveikti jai kylančias problemas“, – sakė L.Šatas.

Kokias? Pasak jo, lazerių gamybos sektoriuje vyrauja dvi kryptys. Viena jų – lazeriai, kurie plečia fizikos mokslo ribas.

„Garsiosiose aukštųjų technologijų įmonėse mokslininkai sugeneruoja naujų parametrų – spindulio galios, greičio, dažnio – rinkinius. Juos naudojant atliekami moksliniai eksperimentai, dalyvaujama pasauliniuose projektuose.

Tokie lazeriai yra didelės vertės, ypač sudėtingi įrankiai, ir jie naudojami laboratorijose.

Mūsų sukurtų lazerių parametrų rinkiniai gali atrodyti paprasti, bet jų išskirtinė savybė ta, kad jiems nebereikia laboratorinių sąlygų, nes jie yra atsparūs aplinkos poveikiui, pavyzdžiui, vibracijai ir temperatūrai.

Šią technologiją mums pavyko sukurti dirbant su partneriais – Lietuvoje esančiais lazerinių komponentų gamintojais“, – paaiškino L.Šatas.

Technologijos ir gynyba

Pasak L.Šato, gynyboje yra trys svarbiausios lazerių panaudojimo sritys.

„Lazerio spindulys sklinda šviesos greičiu, o mes šviesą gebame valdyti. Taigi ją galima panaudoti saugiai perduodant ypač vertingą koduotą informaciją, pavyzdžiui, taškinei komunikacijai „point-to-point“ arba taikiniams žymėti.

Koduota lazerio spinduliuotė gali smarkiai padidinti gebėjimą pasiekti judančius taikinius: įvairaus kalibro, paskirties ir technologijų šovinius“, – sakė L.Šatas.

Kita lazerių panaudojimo galimybė – tai jutikliai.

„Lazerio šviesa pagrįstas skrydžio laiko – „Time of flight“ – matavimas padeda nustatyti ypač tikslų atstumą iki skrendančio objekto, pavyzdžiui, bepilotės skraidyklės. Tai ypač svarbu oro gynyboje, kai reikia nustatyti taikinio vietą.

Trečioji panaudojimo sritis – tai dviejų poveikių sinergija, kai lazeriu perduodama ne tik informacija, bet ir energija. Pavyzdžiui, lazeriu galima apakinti orlaivių kameras arba neutralizuoti raketas“, – paaiškino L.Šatas.

Su lazeriais – po pasaulį

Tik tada, kai mokslininkus pradės suprasti šalies valdžia – kai bus pastatyti galingi lazeriai, atliekami eksperimentai ir sukauptas pakankamas kiekis informacijos, mokslinė-fantastinė idėja pavirs kasdienybe. Tuo neabejoja lazerinių technologijų įmonės „Ekspla“ mokslo vadovas A.Michailovas.

– Prieš 20 metų „Ekspla“ kartu su partneriais kūrė prietaisą, skirtą naftos kiekiui ant vandens paviršiaus matuoti. Tąkart įmonės inžinieriai sukūrė originalų šviesos šaltinį, kuris vėliau tapo nanosekundinių lazerių NL200 serija. Ar jie vis dar gaminami? – paklausiau A.Michailovo.

– Tuo metu Lietuvoje dar tik žengėme pirmuosius žingsnius link naujųjų technologijų taikymo.

Iki tol galingi lazeriai buvo žadinami naudojant impulsines arba išlydžio dujines lempas – per dujas tekanti elektros srovė sukuria išlydį, kuris sužadina dujų atomus ir priverčia juos spinduliuoti šviesą.

Tačiau vos 1–2 proc. lempų generuotos galios pavirsdavo naudinga šviesos spinduliuote, o visa kita energija virsdavo šiluma.

Pažanga lazerinių technologijų srityje prasidėjo tuomet, kai aktyviąsias terpes buvo pradėta sužadinti naudojant lazerinius diodus. Naudingumo koeficientas, elektrą paverčiant šviesa, padidėjo iki kelių dešimčių procentų.

Būtent dalyvaudami aplinkosauginiame projekte žengėme pirmąjį žingsnį ir pradėjome naudoti lazerinius diodus – sukūrėme prototipinį lazerį, skirtą naftos plėvelei ant vandens išmatuoti.

Nors praėjo nemažai laiko, NL200 lazeriai ir šiuo metu yra naudojami, dažniausiai – elektronikos pramonėje.

Net tuomet, kai atrodė, kad NL200 projektas jau baigtas, užsakovams ėmė ir prireikė panašių parametrų lazerio.

Visas komunikacijos su potencialiais industriniais užsakovais grožis yra tas, kad jie teiraujasi apie technologiją, kurios jiems reikia jau šiandien, o ne tada, kai ji kada nors bus sukurta.

Tuomet, kai turime sukurtą produktą, procesas vyksta greitai: pagaminame lazerį, siunčiame klientui, jis išbando savo procesuose, pasako, ko dar trūksta, ir užsakymas pradedamas vykdyti. Taigi NL200 gamyba tebevyksta.

– Vienas „Ekspla“ produktų – „PhotoSonus“ lazeriai. Jie generuoja didelės energijos ir derinamo bangos ilgio impulsus, reikalingus giliųjų žmogaus audinių vaizdams gauti. Ar tai tapo proveržiu medicinoje?

– Fotoakustika yra viena pastaruoju metu sparčiai plėtojamų technologijų ir biologijos, ir medicinos srityse. Tačiau šiuo metu tebevyksta klinikiniai tyrimai, nes be jų medicinoje – nė žingsnio.

Maži „PhotoSonus“ lazeriai yra naudojami ir eksperimentinėse laboratorijose, kur atliekami tyrimai su gyvūnais.

Fotoakustikos esmė yra šviesa ir garsas. Paaiškinčiau taip: tuomet, kai biologinį audinį staigiai pašildo šviesa, staigus temperatūros šuolis sugeneruoja slėgio šuolį, kuris sukelia ultragarsą.

Užfiksavus šį garsą ir apdorojus informaciją galima sužinoti, iš kur jis atsklido ir kokio pobūdžio yra jį skleidžiantis šaltinis.

„PhotoSonus“ lazeriai ir yra skirti biologiniams audiniams tyrinėti, jie suteikia galimybę diagnozuoti vėžį ir kitas ligas.

Tam panaudojama audinių savybė praleisti raudonuosius bei infraraudonuosius šviesos spindulius. Pavyzdžiui, pridėję delną prie lempos matome, kad jis yra raudonas, o tai reiškia, kad audiniai praleidžia būtent raudoną šviesą.

Vis dėlto žmogaus audiniai šiek tiek ją išbarsto. Jeigu įsižiūrėtume į lempos šviesos peršviestą delną, matytume kraujagysles ir kaulus, bet neįžvelgtume smulkesnių detalių.

Lazeriu šviesa „iššaunama“ – ja apšviečiamas didelis plotas biologinio audinio. Šviesa nukeliauja tūriu, susiduria su objektu – audiniuose esančiomis molekulėmis, kurios sugeria šviesą, įkaista, ir tas objektas pradeda „skambėti“ – sukuria ultragarso bangas.

Mikrofonai – specialūs detektoriai užfiksuoja jų sklidimo laiką bei stiprumą, o kompiuteris apskaičiuoja, iš kur tas garsas atėjo.

Tokiu būdu iš sugeriančių šviesą taškų yra sukuriamas tūrinis vaizdas: duomenys paverčiami didelės skiriamosios gebos paveikslu.

Norint pamatyti tai, kas vyksta organizme, iki šiol dažniausiai buvo naudojami rentgeno spinduliai. Vis dėlto jie turi nepalankų poveikį – jonizuotę, dėl kurios gali atsirasti audinių pokyčių. Tuo metu diagnostinis fotoakustikos metodas neturi neigiamo poveikio.

– 10 tonų maitinimo šaltinių, iš kurių elektra pasiekia ATON lazerinę sistemą, esančią Čekijoje, „ELI Beamlines“ centre. Ši lazerinė sistema, sukurta amerikiečių įmonės „National Energetics“, pasiekia įspūdingą 10 PW (petavato) galią. Koks joje yra „Ekspla“ įdirbis?

– Šiame projekte atlikome darbus, kuriuos puikiai išmanome – sukūrėme priešstiprintuvio kaupinimo lazerius bei maitinimo šaltinius. Šios sistemos dalys apkeliavo pasaulį – iš laboratorijų Lietuvoje jos pirmiausia pasiekė JAV įmonę ‘National Energetics“, o šiuo metu turi naujus namus „ELI Beamlines“ centre.

Nors esame išplėtoję impulsų kaupinimo lazeriniais diodais technologijas, ATON lazeris yra toks galingas, kad teko grįžti prie lempinio kaupinimo technologijos, – daugybė lempinio kaupinimo lazerių sugeneruoja šviesą, kuri sustiprinama dar galingesniu amerikiečių pagamintu lazeriu.

Juokaudavome, kad šiam projektui pateikėme kelias tonas maitinimo šaltinių. Be to, šios sistemos pradinių kaskadų kaupinimo lazerius irgi pagamino „Ekspla“.

– Kokia ATON lazerinės sistemos paskirtis?

– ATON yra skirtas įdomiems fizikiniams tyrimams. Vienas jų – galingu lazeriu generuoti ypač trumpo bangos ilgio spinduliuotę – rentgeno bei gama spindulius.

Paprastesnis paaiškinimas būtų toks: tuomet, kai dujų atomą apšvitina labai galingas lazerio impulsas, nuo jo „nulupami“ branduolio elektronai. Staiga dingus elektriniam laukui nuo atomo „atplėšti“ elektronai – krūvininkai – atgal grįžta su dideliu pagreičiu.

Kai krūvininkai juda su pagreičiu, spinduliuoja elektromagnetines bangas, būtent galingu lazeriu šios bangos ir yra generuojamos.

Jų spektras patenka į ypač trumpų bangų diapazoną – tokių, kurios prasiskverbia ir į gyvąjį audinį, ir į negyvą medžiagą.

Naudojant tokius greitintuvus galima gaminti ir izotopus, kurie naudojami ir technikoje, ir diagnostinėje medicinoje.

Viena svarbiausių technologijų, kurią plėtoja fizikai, – tai bandymai paversti ilgaamžius radioaktyviuosius izotopus į gyvenančius trumpai.

Tai būtų ypač svarbi technologija, kurią naudojant branduolinės energetikos atliekas, kurios yra kaupiamos ir saugomos dešimtmečiais, būtų galima paversti greitai suskylančiomis medžiagomis.

Tokiu būdu būtų išvalytos ne tik radioaktyviųjų atliekų saugyklos, bet ir prigaminta medžiagų, kurios galėtų būti panaudotos sveikatos mokslų srityje bei gydomojoje medicinoje.

Eksperimentai vyksta, yra ir šiokia tokia pažanga. Bet tam, kad būtų gerai regimi rezultatai, eksperimentai turi vykti ne vienoje laboratorijoje – viena ji negali apžioti tokios didelės apimties darbų.

Lazerio privalumas šioje vietoje – jis geba koncentruotai išskirti labai daug energijos, kurios reikia tam, kad būtų galima manipuliuoti materija.

Autorius: Audrė SRĖBALIENĖ

Turinio šaltinis

Kopijuoti, platinti ar skelbti šį turinį be autoriaus raštiško sutikimo draudžiama