„Bereit? Signal gesendet!“ Im Kontrollraum eines Forschungszentrums in Rumänien aktiviert die Ingenieurin Antonia Toma den leistungsstärksten Laser der Welt, der revolutionäre Fortschritte in allen Bereichen vom Gesundheitssektor bis zum Weltraum verspricht.
Der Laser im Zentrum nahe der rumänischen Hauptstadt Bukarest wird von der französischen Firma Thales betrieben und nutzt Nobelpreis-gekrönte Erfindungen.
Der Franzose Gerard Mourou und die Kanadierin Donna Strickland gewannen 2018 den Nobelpreis für Physik für die Nutzung der Leistung von Lasern für fortschrittliche Präzisionsinstrumente in der korrigierenden Augenchirurgie und in der Industrie.
„Die scharfen Laserlichtstrahlen haben uns neue Möglichkeiten eröffnet, unser Wissen über die Welt zu vertiefen und sie zu gestalten“, heißt es in der Begründung der Nobel-Akademie.
In der Mitte, vor einer Wand aus Bildschirmen, auf denen Lichtstrahlen zu sehen sind, überprüft Toma eine Reihe von Indikatoren, bevor er den Countdown startet.
Auf der anderen Seite des Glases beherbergen lange Reihen roter und schwarzer Kästen zwei Lasersysteme.
„Ich werde nicht lügen. Von Zeit zu Zeit kann es etwas stressig werden“, sagte der 29-jährige Toma kürzlich bei einem Pressebesuch vor Ort gegenüber .
„Aber es macht auch sehr viel Freude, hier zu arbeiten. Und wir sind sehr froh, dass wir Ergebnisse haben“, fügte sie hinzu, wenn internationale Forscherteams ins Zentrum kommen.
„Unglaubliche Odyssee“
Nobelpreisträger Mourou gab zu, dass er von seiner „unglaublichen Odyssee“ – von den Vereinigten Staaten, wo er 30 Jahre verbrachte, bis zur Verwirklichung dieses Projekts in Europa „sehr bewegt“ war.
Es entstand in den 2000er Jahren aus dem Infrastructure ELI-Projekt der Europäischen Union.
„Wir beginnen mit einem kleinen leuchtenden Samen mit sehr, sehr wenig Energie, der millionenfach verstärkt wird“, sagte Mourou, 79, und versuchte, einen Eindruck von dem „großen Schritt“ und den erreichten „phänomenalen Kräften“ zu vermitteln .
Wissenschaftler haben immer darauf gedrängt, leistungsstärkere Laser zu entwickeln.
Mitte der 1980er-Jahre stießen sie jedoch an ihre Grenzen, da sie die Leistung nicht steigern konnten, ohne das zu zerstören, was den Strahl verstärkte.
Damals erfanden Mourou und sein damaliger Student Strickland eine Technik namens Chirped-Pulse Amplification (CPA), mit der es gelang, die Leistung zu steigern und gleichzeitig die Intensität sicher zu halten.
Dabei wird ein ultrakurzer Laserpuls zeitlich gedehnt, verstärkt und wieder zusammengedrückt, wodurch die kürzesten und intensivsten Laserpulse entstehen, die die Welt je gesehen hat.
Es wurde bereits in der korrigierenden Augenchirurgie eingesetzt, aber es hat Wissenschaftlern auch den Weg geebnet, die Grenzen der Laserleistung weiter zu erweitern.
„Wir werden diese ultraintensiven Impulse nutzen, um viel kompaktere und kostengünstigere Teilchenbeschleuniger herzustellen“, um Krebszellen zu zerstören, sagte Mourou.
Zeitalter des Lasers
Weitere mögliche Anwendungen seien die Behandlung von Atommüll durch Verkürzung der Dauer seiner Radioaktivität oder die Beseitigung von Trümmern, die sich im Weltraum ansammeln, fügte er hinzu.
So wie das letzte Jahrhundert für Mourou das des Elektrons war, wird das 21. Jahrhundert das des Lasers sein.
Das Ausmaß der Operation im Forschungszentrum ist schwindelerregend.
Das System ist in der Lage, für eine ultrakurze Zeit in der Größenordnung einer Femtosekunde (ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde) eine Spitzenleistung von 10 Petawatt (10 hoch 15 Watt) zu erreichen.
Es seien „450 Tonnen sorgfältig installierte Ausrüstung“ nötig, um ein „außergewöhnliches Leistungsniveau“ zu erreichen, sagte Franck Leibreich, Geschäftsführer für Laserlösungen bei Thales.
Das Hightech-Gebäude, in dem das Zentrum untergebracht ist, kostete 320 Millionen Euro (350 Millionen US-Dollar) und wurde hauptsächlich von der EU finanziert.
Thales bezeichnet es als die größte Investition, die jemals in der wissenschaftlichen Forschung in Rumänien getätigt wurde.
Inzwischen treiben Länder wie Frankreich, China und die USA bereits eigene Projekte zur Herstellung noch leistungsstärkerer Laser voran.
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