Лазер бьёт по мишени из тонких проволочек — и за десятки фемтосекунд (миллиардных долей миллиардной доли секунды) выбивает из них поток протонов. Эти протоны влетают в конвертер из лития и дейтерия, где рождаются нейтроны. В эксперименте на лазере мощностью один петаватт (миллион миллиардов ватт) получили до восьми миллионов нейтронов на каждый джоуль энергии лазера.
Главная хитрость — в расстоянии между проволочками. Если поставить их слишком тесно, лазерный свет не пройдёт вглубь. Слишком редко — протоны разлетятся в стороны. Подобранный шаг позволил собрать протоны в плотный пучок и направить их в конвертер. Компьютерная модель воспроизвела эксперимент и показала: если заменить конвертер на бериллиевый, выход нейтронов вырастет ещё в четыре раза.
Компактный лазерный источник нейтронов может работать с высокой частотой повторения — тысячи выстрелов в секунду. Это открывает дорогу к портативным нейтронным установкам вместо гигантских ускорителей.
Один джоуль — это энергия, которую тратит сердце за одно сокращение. Лазер в этом эксперименте выдаёт за импульс в миллиарды раз больше, но нейтроны рождаются из энергии всего одного джоуля.
Компактные нейтронные источники напоминают ручные анализаторы из научной фантастики, способные просвечивать предметы и выявлять их состав прямо на месте.