Central Laser Facility ( CLF ) es una instalación de investigación en el Reino Unido. Es parte del Laboratorio Rutherford Appleton . La instalación está dedicada al estudio de las aplicaciones de láseres de alta energía . Fue inaugurado en 1976. [1] A partir de 2013, hay 5 laboratorios de láser activos en el CLF: Vulcan , Astra Gemini, Artemis, ULTRA y OCTOPUS. La instalación proporciona láseres de alta potencia y alta sensibilidad para el estudio en amplios campos de la ciencia, desde la física atómica y del plasma hasta el diagnóstico médico, la bioquímica y las ciencias ambientales . [2] También a través del Centro de Tecnología y Aplicaciones Láser Avanzada (CALTA), CLF es responsable del desarrollo del láser. DiPOLE es la creación de ese proyecto. [3]
El Vulcan es el primer láser operativo del CLF. [1] En 1997, cuando se nombró un nuevo director, MHR Hutchinson, anteriormente del Imperial College de Londres , CLF también estaba operando un segundo láser, el Titania, en ese momento se decía que era el láser de fluoruro de criptón más brillante del mundo . [4]
El Vulcan es la instalación para usuarios de láser más poderosa del mundo. [2] Emite un haz de luz de petavatios. [5] La construcción del núcleo del Vulcan fue llevada a cabo por Kværner Engineering and Construction según especificaciones a la par de las de la industria nuclear. La cámara está revestida de aluminio y plomo para reducir la radiación. [6]
Vulcan, inicialmente un láser de neodimio de dos haces de 0,5 teravatios , se actualizó por primera vez en 1980 a un láser de 6 haces de 1,5 TW. La potencia se volvió a aumentar en 1982, a 3 TW. [1]
Astra Gemini es un sistema láser de titanio:zafiro de doble haz . La mayoría de los láseres de Ti:Zafiro son de un solo haz. El Astra Gemini tiene 2 amplificadores que emiten haces de 0,5 petavatios. El sistema de dos haces está orientado a experimentos de física del plasma . [7]
El Artemis produce luz XUV . El proyecto se inició en colaboración con Diamond Light Source para estudiar física atómica/molecular, ciencia de superficies y ciencia de materiales. [2] Artemis también se puede utilizar para estudiar la dinámica de autoionización y la desmagnetización ultrarrápida. [8]
Al combinar láser, detector y pinzas ópticas , ULTRA proporciona dinámica molecular para estudiar ciencias físicas y biológicas. Las múltiples matrices de ULTRA permiten una gran flexibilidad para combinar múltiples haces en todo el espectro en diferentes tiempos y longitudes de pulso. Ultra manipula partículas microscópicas suspendidas en líquido de tal manera que las fuerzas no sean intrusivas ni destructivas. [9]
El OCTOPUS es un grupo de imágenes. Allí se ofrecen muchos métodos diferentes de obtención de imágenes, como la microscopía multidimensional de una sola molécula , la microscopía confocal (FLIM, FRET y multifotónica) y la perfilometría óptica. Opera como parte del Grupo de Imágenes de Biosistemas Funcionales (FBI). [10]
En abril de 2013, se anunció que CLF había ganado un contrato del proyecto HiLASE. [11] Las instalaciones de HiLASE [12] están situadas en Dolní Břežany , República Checa . El contrato vale £10 millones para CLF y todo el proyecto cuesta £30 millones. La licitación se ganó gracias al desarrollo de un sistema láser de estado sólido bombeado por diodos de alta energía (DiPOLE), desarrollado por científicos del CLF.
En colaboración con instalaciones láser de todo el mundo, PETAL (Francia), OMEGA-EP (EE.UU.) y FIREX (Japón), CLF está estudiando la viabilidad de utilizar ignición rápida para crear una energía de fusión inercial. Está previsto que las instalaciones HiPER se construyan en Europa con panelistas de nueve países supervisando los estudios. [2] [13]
Albert Einstein propuso como parte de su teoría de la relatividad especial que la luz reflejada por un espejo que se mueve cerca de la velocidad de la luz tendrá una potencia máxima mayor que la luz incidente debido a la compresión temporal. Utilizando un denso espejo de electrones relativista creado a partir de un pulso láser de alta intensidad y una lámina de escala nanométrica, se demostró que la frecuencia del pulso láser cambia coherentemente del infrarrojo al ultravioleta. Los resultados aclaran el proceso de reflexión de los espejos de electrones generados por láser y sugieren futuras investigaciones en espejos relativistas. [14]
Anteriormente no era posible combinar una alta energía del pulso con una alta tasa de repetición. El Vulcan era un láser de alto pulso y baja repetición (en orden de pulso por hora). Otros, si bien pueden emitir muchos pulsos por segundo, se limitaron a una energía más baja. DiPOLE permitirá la combinación de los dos. [15]
51°34′21″N 1°18′57″O / 51.5726°N 1.3159°W / 51.5726; -1.3159