Томский лазер сможет лечить рак и ускорять частицы как большой коллайдер

11 Мар 2015, 04:47

Лазерная система, разработанная в томском Институте сильноточной электроники СО РАН, может быть использована для борьбы с онкологическими заболеваниями, изучения клеток животных и растений, стать альтернативой рентгеновскому излучению и большому коллайдеру.

Ученые томского Института сильноточной электроники СО РАН получили на фемтосекундном лазере THL-100 рекордные мощности излучения — 14 тераватт, при этом на других аналогичных установках достигнуто всего 4 тераватта.

«Все фемтосекундные лазеры в мире работают на твердотельных активных средах, а наша установка уникальна: она гибридная, в ней маломощный импульс формируется в твердотельном стартовом комплексе, а затем усиливается в газовой среде, — цитирует завлабораторией газовых лазеров ИСЭ Валерия Лосева портал „ИНО ТОМСК“. — Для этого были найдены газовые активные среды, в которых можно усиливать очень короткие импульсы, подобно твердотельным средам».

Все мощные лазеры работают в инфракрасной области спектра, не видимой для человеческого глаза, пояснил ученый, а лазерная система THL-100 генерирует излучение в синей области спектра, который хорошо виден. Установка формирует лазерный пучок, который занимает в пространстве всего 15 микрон и выглядит, как летящий диск, который тоньше волоса.

«Мы верим, что когда-то дойдем до мощности в 100 тераватт, — заявил Лосев. — Уже сейчас мы ищем брендовое отличие, где наш лазерный источник имеет преимущество перед другими».

Такой лазерный пучок может применяться для создания рентгеновского лазера в окне прозрачности воды, которого пока не существует, уточнил завлабораторией ИСЭ. По расчетам, для него может потребоваться 30-50 терраватт. Этот ренгтеновский лазер позволит изучать живые клетки в организмах людей, животных и в тканях растений, сканировать клетку и получать ее голографические изображение, что, в свою очередь, поможет зафиксировать многие внутренние процессы и разобраться в причинах различных патологий и заболеваний.

Кроме того, лазерный пучок может быть преобразован в терагерцовое излучение большой мощности, с помощью которого можно просвечивать человека насквозь, но, в отличие от рентгена, не наносить ему никакого вреда, поскольку энергия излучения очень мала. При помощи установки можно ускорять электроны и протоны, как в многокилометровом коллайдере, но в сантиметром пространстве, и получать такие же или даже лучшие результаты.

Протонные пучки с определенной энергией в перспективе можно использовать для лечения онкологических заболеваний: они могут проходить через здоровые ткани и поглощаться на конкретной глубине, где находится опухоль. После вывода лазерной системы в рабочий режим томские исследователи смогут работать во всех этих направлениях.