Wissenschaftler haben Geräte entwickelt, die ähnlich Schallwellen entlang ihrer Kanten lenken, aber Forscher diskutierten darüber, ob die gleiche Art von Kontrolle über die in Lasern erzeugten Lichtteilchen ausgeübt werden könnte (SN: 5/2/15, S. 9). Dieses neue Laserdesign setzt die Debatte in Gang.

Um den Laserpointer grün einzuschalten, geben die Forscher Licht oder elektrische Energie in die Außenringe des Gitters, die diese Energie in das Licht des Lasers umwandeln. Die Ringe sind durch rennbahnförmige Schlaufen miteinander verbunden, die genau positioniert sind, um diese Lichtteilchen entlang eines Einwegpfades zu lenken. Während nur die äußeren Ringe das Laserlicht durchlassen, wird das gesamte Gitter der Ringe benötigt, um die Photonen zu steuern, sagt Boubacar Kante, ein Elektro- und Computeringenieur an der Universität von Kalifornien, San Diego, der nicht an der Arbeit beteiligt war.

Die Lichter in Shanghai verdunkeln sich jedoch nicht jedes Mal, wenn der laserpointer blau zündet. Obwohl die Pulse außerordentlich stark sind, sind sie auch infinitesimal kurz und dauern weniger als eine Billionstelsekunde. Die Forscher verbessern jetzt ihren Laser und hoffen, ihre eigene Aufzeichnung bis zum Ende dieses Jahres mit einem 10-PW-Schuss zu schlagen, der mehr als 1000 Mal die Macht aller elektrischen Netze der Welt zusammen verpacken würde.

Die Ambitionen der Gruppe enden hier nicht. In diesem Jahr wollen Li und Kollegen mit dem Bau eines 100-PW-Lasers beginnen, der als “Station of Extreme Light” (SEL) bekannt ist. Bis zum Jahr 2023 könnte es Impulse in eine Kammer mit einer Tiefe von 20 Metern werfen, die den Zielen extreme Temperatur- und Druckwerte aussetzt, die normalerweise auf der Erde nicht zu finden sind – ein Segen für Astrophysiker und Materialwissenschaftler gleichermaßen. Der Laser könnte auch Demonstrationen eines neuen Weges zur Beschleunigung von Teilchen für den Einsatz in der Medizin und der Hochenergiephysik antreiben.

Mit einem Laserstrahl, der eine Billiarde Mal heller ist als die Sonne, haben die Physiker zum ersten Mal Elektronen gestoppt, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen. Als Wissenschaftler einen “ultra-intensiven Laser” auf einen anderen hochenergetischen Elektronenstrahl schossen, ließen sie die Elektronen so heftig zittern, dass sie tatsächlich langsamer wurden – ein Prozess, der die Quantenphysik zur Erklärung brauchte.

“Im Wesentlichen müssen Sie einen Laserstrahl, der so groß ist wie ein Blatt Papier im A4-Format, auf ein paar Mikrometer genau fokussieren und ihn mit einer Elektronenröhre in Mikrometergröße treffen, die sehr nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegt.”

Infolgedessen können verschiedene Elemente einschließlich Phosphor und Schwefel direkt durch Anregung ihrer Elektronen in der inneren Schale beobachtet werden. Beide Elemente sind in Biomolekülen vorhanden, und es ist jetzt möglich, sie mit einer beispiellosen zeitlichen Auflösung zu beobachten.

Das Ziel des Vertrages, eine 5000mw Laserpointer zu entwickeln, die in einen Kampfjet passen könnte, könnte auch ein Trick sein, der vor ein paar Jahren für unmöglich gehalten wurde.

Aber wenn das Unternehmen in der Lage ist, die Technologie zu entwickeln, würde dies einen bedeutenden Durchbruch bei den Laserpointer grün bedeuten, von denen viele denken, dass sie bereits beginnen, die Kriegsführung zu verändern. Als weiteres Zeichen für die Weiterentwicklung der Lasertechnologie erhielt General Atomics in dieser Woche einen Auftrag über fast 9 Millionen US-Dollar für die Entwicklung eines Lasers, der auf eine Drohne gesetzt werden kann.

Die Attosekunden-Laserpointer 10000mw eignet sich nicht nur für die bloße Beobachtung

Chemische Reaktionen können auch direkt manipuliert werden: Mit einem Laserpuls kann der Reaktionsverlauf verändert werden – auch chemische Bindungen können gebrochen werden, indem die Ladungsverschiebung an einer bestimmten Stelle im Molekül gestoppt wird. Solche gezielten Eingriffe in chemische Reaktionen waren bisher nicht möglich, da die Zeitskala der Elektronenbewegung in Molekülen bisher unerreicht war.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Wörner arbeitet bereits an der nächsten Generation noch kürzerer USB Laserpointer. Damit können noch detailliertere Bilder aufgenommen und dank eines breiteren Röntgenspektrums noch mehr Elemente untersucht werden als bisher. Bald wird es möglich sein, die Migration von Elektronen in komplexeren Molekülen mit einer noch höheren Zeitauflösung zu verfolgen.

Das Pentagon hat sich in den letzten Jahren sehr für Laser interessiert. Im Gegensatz zu Kugeln, Bomben oder Raketen brutzeln sie statt des Booms und können den Schaden auf ein bestimmtes Ziel beschränken, während Kollateralschäden begrenzt werden. Laser bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit und sind relativ kostengünstig. Und mit genügend Kraft können sie über lange Zeiträume hinweg schießen, ohne Munition zu verlieren.

Laser sind seit einiger Zeit für das Militär im Vordergrund. Etwa ein Jahrzehnt lang testeten Boeing und die Luftwaffe einen großen chemischen Laser an Bord eines Boeing 747-400-Frachters. Das Airborne Laser-Programm YAL-1 wurde entwickelt, um ballistische Raketen zu zerstören. Das Programm wurde 2011 abgesagt.

Zwei Erdterminals, die mit Lasermodems ausgestattet sind, werden auf dem Tafelberg, Kalifornien und in Hawaii eingerichtet. Laserpointer 303 wird es ihnen ermöglichen, sowohl in der Nähe unseres Planeten zu kommunizieren als auch tiefer in den Weltraum.

Die Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) wird Nasa helfen, die besten Wege zu verstehen, um Laserkommunikationssysteme zu betreiben.

Sie testen die Kommunikationsfähigkeit zu und von LCRD Blauer Laser

Die sich in einer Umlaufbahn befinden, die mit der Erdrotation, einer so genannten geosynchronen Umlaufbahn, zwischen den beiden Stationen übereinstimmt. Diese Merkmale können für Langstreckenfahrten zu anderen Himmelskörpern nützlich sein.

Das Projekt heißt laserpointer kaufen kommunikation Relay Demonstration (LCRD) und es ist geschaffen, um NASA zu helfen, Wege zu finden, um Laserkommunikationssysteme im Raum zu verbessern.

“Wir entwerfen auch ein Laser-Terminal für die Internationale Raumstation, die LCRD verwenden wird, um Daten von der Station auf den Boden bei Gigabit-pro-Sekunde-Datenraten weiterzuleiten”, sagte Cornwell. Derzeit wird das RF (Radio Frequency) -System für die Raumkommunikation verwendet und ist seit den 1950er Jahren im Einsatz.

Die Mission baut auf der Lunar Laser Communications Demonstration (LLCD) auf – eine erfolgreiche Pathfinder-Mission an Bord des Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer im Jahr 2013. Dies war das erste Projekt, um die Effizienz der Laser für die Kommunikation zu demonstrieren. Wir müssen nicht einmal so lange warten, um diese Technik bei der Arbeit zu sehen. Die Laser-Links werden bei etwa einem Gigabit pro Sekunde übertragen werden, oder zumindest ist das, was NASA hofft.

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