Digibron cookies

Voor optimale prestaties van de website gebruiken wij cookies. Overeenstemmig met de EU GDPR kunt u kiezen welke cookies u wilt toestaan.

Noodzakelijke en wettelijk toegestane cookies

Noodzakelijke en wettelijk toegestane cookies zijn verplicht om de basisfunctionaliteit van Digibron te kunnen gebruiken.

Optionele cookies

Onderstaande cookies zijn optioneel, maar verbeteren uw ervaring van Digibron.

Bekijk het origineel

Borrel op de vrije- elektronenlaser

Bekijk het origineel

PDF Bekijken
+ Meer informatie
Print this document

Borrel op de vrije- elektronenlaser

„Fysicus is geen kamergeleerde die met de deur op slot slimme dingen zit te bedenken"

6 minuten leestijd

DoorJ. Reijnoudt

Als een directeur van een Nederlands onderzoeksinstituut in de Verenigde Staten op een internationale conferentie alle driehonderd deelnemers op een borrel trakteert, moet er iets bijzonders aan de hand zijn. Prof dr. M. J. van der Wiel, de directeur van het FOM-instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen in Nieuwegein, was onlangs in de VS zo royaal en terug in Nederland legt hij graag uit waarom.

Van der Wiel vouwt zijn handen achter z'n hoofd en leunt ontspannen achterover, „'t Ja, wat drijft je in dit fundamentele onderzoek? Waar krijg je de kick van? Twee dingen: Dat je iets nieuws begrijpt van de fysica dat een ander nog niet begrepen heeft. En het tweede is de competitie met je collega's. Je zit in een vakgebied en je wilt laten zien dat je iets beter of sneller kunt dan je collega. Eigenlijk egotripperij, laten we maar eerlijk zijn".

„En het is natuurlijk essentieel van de wetenschap dat het alleen maar interessant is als je het met anderen kunt bespreken en die er ook enthousiast voor kunt maken.' Een fysicus is geen kamergeleerde die met de deur op slot slimme dingen zit te bedenken. Het is dus niet iets verschrikkelijk hoogdravends; het is een zeer menselijk bedrijf".

Enthousiasme was er eind vorige maand in Nieuwegein en Amerika. Op het FOM-instituut Rijnhuizen had de vrije-elektronenlaser Felix de eerste laserstraling geproduceerd. Van der Wiel had de hoop al opgegeven. „Het zag er naar uit dat het door allerlei tegenslagen toch net niet zou lukken". Groot was dan ook het enthousiasme van de FOM-medewerkers, die voor de internationale laserconferentie al in Amerika zaten, toen ze hoorden dat Felix toch zijn eerste licht had laten schijnen. Van der Wiel: „Dan heb je pas echt de primeur op zo'n conferentie".

Oogoperaties

De primeur betreft Nederland en Europa. Ons land bezit nu als eerste in Europa een werkende vrijeelektronenlaser die infrarode straling levert. In de Verenigde Staten zijn er diverse werkende vrije-elektronen lasers. In Europa lopen ook nog drie andere projecten en in Japan is men met dertien projecten van start gegaan.

Van de lasertechnologie in het algemeen kan niet meer gezegd worden dat die in de kinderschoenen staat. Het eerste apparaat werd in 1960 in de Verenigde Staten ontwikkeld en inmiddels zijn de diverse soorten lasers gemeengoed geworden bij onder meer oogoperaties, boren en snijden in metalen en het uitzetten van bouwwerken. Een cd-speler kan ook niet zonder laser. Daar 'leest' de lichtbundel het geluid.

Het woord laser staat voor "light amplificaton by stimulated emission of radiation". Vrij vertaald is het een apparaat dat licht versterkt. Dat gebeurt dan door gestimuleerde straling van een lawine van fotonen of lichtdeeltjes. „Wat oneerbiedig", zegt Van der Wiel, „is het te vergelijken met het doortrekken van een toilet. Je vult langzaam een stortbak met water. Als je eraan trekt stroomt heel gericht en heel snel, in veel kortere tijd dan waarin je het erin gestopt hebt, het water eruit. Zo pomp je ook licht in de laser vanuit allerlei richtingen en van allerlei golflengten en de laser slaagt er dan in om dat als een heel gerichte bundel uit te zenden".

Oogbeschadiging

Laserlicht heeft dus heel bijzondere eigenschappen. Het licht waaiert niet uit, zoals bij voorbeeld bij de koplamp van een auto. De lichtbundel is vrijwel evenwijdig. Door die eigenschap valt met een laserstraal ook gemakkelijk de maan, ongeveer 400.000 kilometer vanaf de aarde, te bereiken. Laserlicht heeft ook een bijzonder groot vermogen. Van der Wiel: „Het is ontzettend veel intenser dan zonlicht. In de zon kijken kan je oog nog overleven maar zelfs bij de minst intense laser heb je al heel gauw oogbeschadiging. De dichtheid van het licht, dus het vermogen per vierkante centimeter, kan bij een laser een factor 10 tot de 12e groter zijn dan bij zonlicht".

Lasers hebben verder als bijzondere eigenschap dat ze niet alle kleuren van de regenboog aan licht produceren. Een laser geeft licht van één golflengte —of één kleuren is dus monochromatisch.

„Het bijzondere van de laser die wij gebouwd hebben", zegt van der Wiel, „is dat hij straling geeft in het golflengtegebied waarin geen andere continu afstembare bronnen zijn. Voor het eerst is er nu in het infrarode gebied een bron die over een heel groot gebied continu af te stemmen is". FeUx -dat letterwoord staat voor Free Electron Laser for Infrared experiments, dus: vrije-elektronenlaser voor het doen van experimenten in het infrarood- levert straks straling in een golflengtegebied van 8 tot 80 micrometer.

Medici

In diverse vakgebieden ziet men reikhalzend naar het gebruik van Felix uit. Van der Wiel: „We hebben een lijst van ongeveer vijftien potentiële gebruikers. Die bevinden zich onder meer in alle takken van de fysica. Daarnaast is de medische wetenschap ook zeer geïnteresseerd. Op dit moment hebben de medici in het infrarode gebied de beschikking over twee lasers, een bij 3 micrometer en een bij 10 micrometer. Ze zijn dus voor het type bewerkingen dat ze kunnen doen bij patiënten, afhankelijk van die twee golflengten".

Maar een medicus zou graag in de hand willen hebben hoe diep hij doordringt in een weefsel. Met 10 micrometer komt hij maar een tiende millimeter diep in een weefsel. Bij een andere golflengte zou hij veel dieper naar binnen kunnen. „Dus een medicus is er zeer bij gebaat als hij een knop heeft op zijn apparaat waarmee hij die golflengte vrij kan kiezen. Dat hebben ze tot nu toe niet gehad maar met Felix zullen ze dat krijgen", aldus Van der Wiel.

Een groep onderzoekers van het AMC in Amsterdam heeft grote belangstelling voor de Felix en zal zeker in Nieuwegein gaan experimenteren. Op dit moment wordt dit type laserstralen gebruikt voor het bestrijden van huid- en longtumoren.

Militaire sector

Op het lijstje van mogelijke gebruikers komt de militaire sector bij Van der Wiel niet voor. „Met een laserstraal een satelliet of een raket uit de lucht plukken, dat is een toepassing waar geen enkele fysicus meer in gelooft". Dat lag een aantal jaren geleden in de Verenigde Staten wat anders. Met het 'excuus' dat de medische sector er baat bij zou hebben, werden daar toen miljoenen dollars in het SDIprogramma Starwars gestopt om voor militaire doeleinden een vrijeelektronenlaser te ontwikkelen. Dank zij de internationale ontspanning ontbreekt het de Amerikaanse laser-fysici nu aan voldoende middelen om hun werk voort te zetten. „Ze krijgen nog een tiende van wat ze eerder voor hun onderzoek kregen. Ze kijken met grote jaloersheid naar ons in Europa", weet Van der Wiel zeker, na de laatste conferentie.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Bekijk de hele uitgave van dinsdag 10 september 1991

Reformatorisch Dagblad | 14 Pagina's

Borrel op de vrije- elektronenlaser

Bekijk de hele uitgave van dinsdag 10 september 1991

Reformatorisch Dagblad | 14 Pagina's

PDF Bekijken