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Anno del Laser
Il laser, un dispositivo utilizzato in tutto, dall'astrofisica alla biologia, è stato inventato 50 anni fa. 23 febbraio 2010
Poco dopo la sua dimostrazione, i ricercatori dei Bell Labs hanno inventato il laser a gas (sopra, con Ali Javan, uno degli inventori). Il primo laser a gas utilizzava una corrente elettrica per eccitare atomi di elio e neon, producendo un raggio di luce continuo.
Nel 1954, Charles H. Townes, James P. Gordon (entrambi sopra) e Herbert J. Zeiger costruirono il precursore del laser: il maser, che emette microonde invece della luce visibile.
Il loro dispositivo utilizzava molecole di ammoniaca eccitate per amplificare l'energia. I maser a idrogeno (sopra) sono ancora usati per gli orologi atomici, perché gli impulsi a microonde emessi dal gas idrogeno sono estremamente regolari.
Subito dopo la dimostrazione di Maiman, gli scienziati hanno proposto di indurre la fusione nucleare concentrando i raggi laser su una minuscola capsula di carburante per innescare una reazione a catena atomica, imitando le condizioni all'interno del sole. L'energia risultante potrebbe essere utilizzata nelle armi o come fonte di energia. Il Laboratorio di Energetica Laser dell'Università di Rochester è stata una delle prime strutture a esplorare l'uso di laser, come questo del 1972, per l'energia da fusione.
Il laser Nova al Lawrence Livermore National Laboratory in California, completato nel 1984, è stato il più grande laser funzionante al mondo fino al suo ritiro nel 1999. Con 10 raggi laser, è stato utilizzato per esperimenti su raggi X, fenomeni astronomici ed energia di fusione. Nel 1996, è stato trasformato in un laser a petawatt, in cui un impulso breve e intenso ha prodotto la massima potenza mai raggiunta: circa 1,3 petawatt, o 1,3 quadrilioni di watt.
Le parti di Nova sono state utilizzate in altri laser, come il laser a petawatt dell'Università del Texas ad Austin; detto di essere il laser più potente di lavoro, produce circa 1,1 petawatt. Sopra, a UT Austin, un raggio infrarosso e un raggio amplificatore verde zigzagano avanti e indietro su un tavolo. Il raggio infrarosso viaggia quindi attraverso amplificatori (blu) riciclati da Nova.
Il Laser Interferometer Gravitational-¬Wave Observatory comprende due osservatori, in Louisiana (sopra) e Washington, che stanno cercando la prima prova diretta delle onde gravitazionali, distorsioni nella curva dello spazio-tempo. A ciascuno, un raggio laser viene diviso in due raggi che viaggiano avanti e indietro lungo i bracci specchiati di 2,5 miglia molte volte prima di ricombinarsi. Un'onda gravitazionale distorcerebbe lo spazio all'interno delle braccia di meno di un millesimo del diametro di un nucleo atomico, costringendo i raggi leggermente fuori sincrono.
I ricercatori dell'Università della California, Berkeley, hanno creato il più piccolo laser a semiconduttore, che potrebbe essere utilizzato per l'elaborazione ottica. Un filo di solfuro di cadmio di 50 nanometri di diametro genera luce visibile e la trattiene in uno spazio di cinque nanometri.