Китайские учёные создали самый крупный «лазерный» кристалл в мире — технологию, которая открывает путь к созданию сверхмощного оружия, способного поражать как спутники прямо с Земли, так и сбивать потенциально опасные астероиды. Также новый метаматериал может найти применение и в других сферах,например в медицине.
Исследователи из Института физических наук Хэфэй при Академии наук КНР создали синтетический кристалл селенида бария-галлия (BGSe). Диаметр кристалла составляет 60 мм, а его способность выдерживать лазерную энергию достигает 550 мегаватт на квадратный сантиметр — это в 10 раз больше, чем у большинства современных материалов, используемых в военной технике.
Кристалл преобразует коротковолновые ИК-лазеры в лучи среднего и дальнего инфракрасного диапазона, которые могут преодолевать большие расстояния через атмосферу с минимальными потерями. Это делает его идеальным для работы с лазерами сверхвысокой мощности.
Разработка стала результатом десятилетней работы физиков.
Впервые кристалл селенида бария-галлия был получен в Китае в 2010 году, и его уникальные свойства привлекли внимание исследователей в области обороны по всему миру. Однако попытки западных лабораторий воспроизвести этот материал в больших масштабах пока не увенчались успехом.
Производство такого крупного и прочного кристалла требует высокой точности. Процесс начинается с размещения чистых бария, галлия и селена в запаянные кварцевые трубки и помещения их в вакуум. Затем материал нагревают до 1020 °C в двухзонной печи, где он постепенно плавится и кристаллизуется. После этого кристалл отжигают при 500 °C в течение нескольких дней, а затем охлаждают со скоростью 5 °C в час, чтобы избежать образования трещин и других дефектов, которые могут привести к его разрушению. Формирование кристалла занимает около месяца.
Основные сложности при производстве нового материала — удаление кислорода и влаги, точный температурный контроль и обеспечение стабильного качества на каждом этапе.
Справедливости ради, военное применение разработки не подтверждено, её создание может быть связано с нынешней крайне неспокойной мировой ситуацией. Кроме того, кристаллы могут использоваться в сверхчувствительных инфракрасных системах для отслеживания запусков ракет или идентификации самолётов. Однако сами исследователи подчёркивают мирное применение материала, например, в медицине, создание лазерного интернета и экологическом мониторинге.