Будущие открытия в области физики лазеров.
Корреспонденты журнала Nature опросили ученых из разных областей науки.

Те, кто задумал и изобрел лазер 50 лет назад не могли предсказать той роли, которую они стали играть в течение последней половины века: от средств связи до контроля окружающей среды, от производства до медицины, от развлечений до научных исследований.

 

Возможные применения лазеров

К 2020 году, вероятно, лазеры станут излучать пучки с площадью сечения порядка 1 нанометра – это размер маленькой молекулы. Объекты, размеры которых меньше длины волны не могут, как правило, быть разделены с помощью лазеров или микроскопии разве что размер апертуры, что испускает фотоны, меньше, чем исследуемый объект. Микроскопы, которые включают лазерные источники с апертурами размером с одну молекулу, будут полезны в прямом и быстром упорядочении таких биомолекул как ДНК и РНК.
Эти миниатюрные пучки будут также предоставлять возможность хранения информации на жестком диске с плотностью в100 раз больше, чем на сегодняшний день – это петабайты информации, доступные в персональном компьютере.
Сверхточные часы на основе лазера будут измерять изменение фундаментальных констант, так как Вселенная расширяется, развивая наши теории, описывающие происхождение и эволюцию космоса. Новое поколение лазеров позволит создать новые состояния материи, сжимая и нагревая материалы до температур, встречающихся только в центрах массивных звезд, и при давлениях, что может сжать атомы водорода вместе так, что их плотность станет в 50 раз больше, чем у свинца.
Контролируемая реакция ядерного синтеза однажды сможет обеспечить почти безграничные запасы энергии, полученной с углерода. В океанах находится достаточное количество термоядерного топлива, для того чтобы обеспечить энергией весь мир на время дольше, чем возраст вселенной.
К 2020 году лазер будет генерировать ультракороткие очереди фотонов - с шириной импульса меньше, чем время перехода в атоме. Эти аттосекундные импульсы позволят делать фотографии химических реакций – запечатлеть электроны в движении. Усиленные до сверхвысоких интенсивностей, эти лазеры будут использоваться в качестве двигателей для ускорения электронов и протонов до скоростей близких к скорости света. Это означает, что могут быть созданы настольные ускорители для получения частиц с высокой кинетической энергией и они создадут конкуренцию по размерам и стоимости самым большим ускорителям частиц на сегодняшний день.