لیزرها پرتوهای نوری قدرتمندی هستند که میتوانند کیلومترها فاصله را طی کنند یا فلز را برش دهند! این ابزار قدرتمند که زمانی یک سوژه علمی تخیلی محسوب میشد، امروزه یکی از پرکاربردترین اختراعات دوران مدرن است. در واقع، ما در در زندگی روزمره خود کم و بیش با لیزر و کاربردهای آن احاطه شدهایم. این پرتوهای نوری در گوشیهای هوشمند، اسباب بازیهای کودکان، اسکنر بارکد و حتی ماوسهای کامپیوتری وجود دارند و هر روزه از آنها استفاده میکنیم. لیزرها همچنین در جراحیهای چشمی نیز مورد استفاده قرار گرفته و حتی میتوانند موشکها را نیز به مقصدشان هدایت کنند.
با این مقدمه کوتاه، در ادامه قصد داریم تا 15 حقیقت شگفت انگیز و کمتر شنیده شده از لیزر را با هم مرور کنیم. پس اگر به این اختراع دنیای مدرن علاقهمند هستید، حتماً با دیجی رو همراه باشید.
حقایقی جالب در رابطه با لیزر
1- اولین لیزر توسط تئودور اچ میمن در سال 1960 در آزمایشگاههای تحقیقاتی هیوز ساخته شد و این اختراع بر اساس کارهای نظری چارلز هارد تاونز و آرتور لئونارد شاولو بود. قبل از اختراع لیزرها، میزرهایی وجود داشتند که از تکنیکی مشابه برای تشعشعات مایکروویو استفاده میکردند و بر اساس نظریه آلبرت انیشتین در مورد انتشار تحریک شده تشعشع بودند.
2- کلمه لیزر مخفف عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معنی «تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده» است. این فناوری با کنترل نحوه انتشار فوتون توسط اتمهای پرانرژی کار میکند.
3- جالب است بدانید که قدرت لیزرهای اولیه با تیغهای اصلاح «ژیلت» اندازهگیری میشد! ژیلت در واقع معیاری بود برای اینکه ببینند یک پرتو لیزر میتواند به چند تیغه نفوذ کند. امروزه، قویترین لیزرهای جهان میتوانند به اندازه یک بمب هیدروژنی قدرت داشته باشند!
4- امروزه پرتوهای لیزری ساخته شدهاند که به اندازه کافی دقیق و قدرتمند هستند تا بتوانند شماره سریالی کوچک را روی الماس حک کنند (الماس سختترین ماده شناخته شده در زمین است). این لیزرها میتوانند دمایی بالاتر از دمای سطح خورشید ایجاد کنند!
5- دانشمندان در حال آزمایش لیزرهایی عظیم به عرض 60 سانتی متر هستند که برای بازسازی شرایط سطح خورشید در تأسیسات ملی احتراق و علوم فوتونی ایالت کالیفرنیا طراحی شدهاند.
6- اولین اسباب بازی تجاری که از فناوری لیزر در آن استفاده شد، یک تفنگ بود که پرتو لیزر بسیار ضعیفی تولید میکرد.
7- توانایی لیزرها برای متمرکز کردن نور با قدرت و دقت بالا، آنها را به ابزاری عالی برای برش، جوشکاری و حتی انجام عمل جراحی بر روی انسان تبدیل کرده است.
8- تجهیزات برش لیزری از آینهها و لنزها برای متمرکز کردن پرتوهای نور استفاده میکنند تا آنها را با دقت بسیار بالا برش دهند. از لیزر برای برش دادن طیف گستردهای از مواد شامل پلاستیک، اکریلیک، چوب، برنج و انواع دیگر فلزات مانند فولاد، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم، استفاده میشود.
9- تجهیزات برش لیزری بسیار دقیق هستند و میتوان از آنها برای حکاکی در سطح میکروسکوپی استفاده کرد. دانشمندان دریافتهاند که لیزرها تا بیش از یک نانومتر یعنی یک میلیاردم متر، دقت دارند!
10- لیزرها در طیف گستردهای از فناوریهای مصرفی مانند درایوهای دیسک نوری، اسکنر بارکد، فیبر نوری، ساخت تراشههای رایانه و همچنین به عنوان نمایشگرهای نوری جالب، استفاده میشوند.
11- لیزرها را میتوان به عنوان طیف سنج نیز استفاده کرد. طیف سنج به دستگاههایی گفته میشود که از نور برای تعیین اجزای شیمیایی خاص در انواع مختلف مواد استفاده میکنند. هنگامی که نور لیزر از گاز ساخته شده از ماده عبور میکند، رنگهای مختلفی را در طول موجهای خاص منعکس میکند که از این رنگها میتوان برای شناسایی عناصر موجود در آن استفاده کرد.
12- از لیزر برای اندازهگیری دقیق فاصله بین زمین و ماه استفاده شده است. در جریان مأموریت آپولو 11، فضانوردان بازتابندههایی را روی سطح ماه قرار دادند که لیزرهای زمینی را قادر میسازد به سمت آنها شلیک شده و پس از بازتابش، امکان اندازهگیری دقیق فاصله دو کره را مهیا کند.
13- لیزرها در بین مجریان قانون و نیروهای انتظامی نیز کاربرد دارند. به عنوان مثال، از این پرتوهای نوری در دوربینهای سنجش سرعت برای تعیین اینکه آیا سرعت یک خودرو بیش از حد مجاز است یا نه استفاده میشود. لیزر همچنین برای تشخیص اثر انگشت نیز استفاده میشود و نسبت به روشهای پیشین بسیار دقیقتر است.
14- از لیزرها میتوان برای درمان سرطانها استفاده کرد. این کار با تخریب یا کوچک کردن تومورهای سرطانی یا زائدههایی که قبل از ایجاد سرطان ظاهر میشوند، انجام میگیرد. از لیزر اغلب برای درمان سرطانهایی که در سطح بدن هستند یا تودههای سرطانی که در اندامهای داخلی فرد ایجاد میشوند، استفاده میشود.
15- لیزرهایی نیز ساخته شدهاند که میتوانند تشخیص دهند که آیا فرد به سرطان یا دیابت مبتلا است یا خیر. به اینگونه ابزارها تست تنفسی نیز گفته میشود (البته متفاوت از دستگاهی است که برای تست الکل رانندگان استفاده میشود).
16- لیزرها بر اساس میزان توان خروجی پالسهای نوری که استفاده میکنند، طبقهبندی میشوند. به عنوان مثال، نشانگرهای لیزری، درایوهای CD-ROM و پخش کنندههای DVD بین 1 تا 10 میلی وات توان دارند. لیزرهایی که برای رایت سی دی استفاده میشوند دارای توان بین 100 تا 400 میلی وات هستند و لیزرهای مورد استفاده برای برش و ماشینکاری میتوانند تا 3000 وات نیز قدرت داشته باشند.
17. اخیراً در دانشگاه اوزاکا در ژاپن، قویترین لیزری جهان ساخته شده است. این لیزر دارای حداکثر توان 2000 تریلیون وات (2 پتاوات) است و به دلیل همین قدرت بسیار بالایش، دانشمندان فقط برای مدت بسیار کوتاهی آن را شلیک کردند (حدود یک تریلیونم ثانیه یا یک پیکوثانیه).
18- لیزرها به چندین کلاس ایمنی مختلف طبقهبندی میشوند که نشاندهنده میزان خطرناک بودن آنها است. لیزرهای کلاس 1 که کاملاً بیخطر هستند اما با رفتن به کلاسهای بالاتر خطر لیزر نیز بیشتر میشود تا در نهایت به کلاس 5 میرسد که قدرت سوزاندن پوست و آسیب رساندن به چشم را دارد.
19- در بسیاری از فیلمها و داستانها به لیزر اشاره شده و میتوان آنها را دید. اما یکی از اولین و مشهورترین نمونهها، فیلم جیمز باند گلدفینگر، محصول سال 1964، است که در آن یک جاسوس تهدید به نصف شدن توسط لیزر میشود!
20- از لیزرها میتوان در توالییابی DNA نیز استفاده کرد. این ابزار آنقدر دقیق است که میتواند اطلاعات توالی موجود در یک مولکول را به دست آورد.
21- لیزرها کاربردهای نظامی بسیار وسیعی دارند و سلاح های زیادی برای هدفگیری و پرتاب دقیق به لیزر متکی هستند. جالب است بدانید که اولین بمب هدایت لیزری به نام Bolt-117 در سال 1967 تولید شد.
22- لیزرها به دلیل توانایی فوق العادهشان در دور کردن صاعقه از ساختمانها و سازههای حساس مانند فرودگاهها و نیروگاهها، توسط دانشمندان مورد مطالعه قرار میگیرند.
23- جالب است بدانید که برعکس زمین، نور لیزری در فضا دیده نمیشود! زیر لیزر ذاتاً از هیچ مادهای تشکیل نشده و برای دیده شدن حتماً باید به یک ماده برخورد داشته باشد (در جو زمین مولکولهای هوا باعث دیده شدن نور لیزر به صورت یک خط میشود).
24. لیزرهای جالبی توسط دانشمندان ساخته شدهاند که میتوانند برای دستکاری اجسام با استفاده از پرتوهای بسیار کوچک و بسیار متمرکز نور استفاده شوند.
25- جالب است بدانید که از سلولهای زنده نیز برای تولید نور لیزر استفاده شده است! این کار توسط سلولهای مهندسی ژنتیکی انجام شد که یک پروتئین فلورسنت سبز تولید میکنند و از آن میتوان برای تقویت نور استفاده کرد. سلولها بین دو آینه کوچک (به عرض 20 میلیونیم متر) قرار گرفتند و پس از غرق شدن در نور، یک پرتو لیزر سبز از خود ساطع کردند.
