In un articolo che ha fatto la copertina del giornale Lettere di fisica applicata , un team internazionale di ricercatori ha dimostrato una tecnica innovativa per aumentare l'intensità dei laser. Questo approccio, basata sulla compressione degli impulsi luminosi, consentirebbe di raggiungere un'intensità soglia per un nuovo tipo di fisica mai esplorato prima:i fenomeni di elettrodinamica quantistica.

Ricercatori Jean-Claude Kieffer dell'Institut national de la recherche scientifique (INRS), E. A. Khazanov dell'Istituto di Fisica Applicata dell'Accademia Russa delle Scienze e in Francia Gérard Mourou, Professore Emerito dell'Ecole Polytechnique, che nel 2018 ha vinto il Premio Nobel per la Fisica hanno scelto un'altra direzione per raggiungere una potenza di circa 10 ²³ watt (W). Invece di aumentare l'energia del laser, riducono la durata dell'impulso a pochi femtosecondi. Ciò manterrebbe il sistema entro una dimensione ragionevole e manterrebbe bassi i costi operativi.

Per generare l'impulso più breve possibile, i ricercatori stanno sfruttando gli effetti dell'ottica non lineare. "Un raggio laser viene inviato attraverso una lastra di vetro estremamente sottile e perfettamente omogenea. Il particolare comportamento dell'onda all'interno di questo mezzo solido amplia lo spettro e consente un impulso più breve quando viene ricompresso all'uscita della lastra, " spiega Jean-Claude Kieffer, coautore dello studio pubblicato online il 15 giugno 2020 sulla rivista Lettere di fisica applicata .

Installato nella struttura Advanced Laser Light Source (ALLS) presso INRS, i ricercatori si sono limitati a un'energia di 3 joule per un impulso di 10 femtosecondi, o 300 terawatt (10 ¹² W). Hanno in programma di ripetere l'esperimento con un'energia di 13 joule su 5 femtosecondi, o un'intensità di 3 petawatt (10 ¹⁵ W). "Saremmo tra i primi al mondo a raggiungere questo livello di potenza con un laser che ha impulsi così brevi, "dice il professor Kieffer.

"Se otteniamo impulsi molto brevi, entriamo in classi di problemi relativistici. Questa è una direzione estremamente interessante che ha il potenziale per portare la comunità scientifica verso nuovi orizzonti, " dice il professor Kieffer. "È stato un lavoro molto bello consolidare il potenziale fondamentale di questa tecnica, " conclude Gérard Mourou.