Сверхкороткие импульсы и рекорды: чем ещё удивит лазер ZEUS из Мичигана

В США была представлена лазерная установка Zetta-watt Equivalent Ultrashort pulse laser System (ZEUS) из Мичиганского университета, мощность которой достигла рекордных двух петаватт, что соответствует двум квадриллионам ватт.

На доли секунды мощность установки в сотни раз превышала общее энергопотребление Земли.

Этот прорыв открывает новые горизонты в фундаментальных исследованиях. По словам профессора Карла Крушельника, директора Центра оптической ультрабыстрой науки имени Жерара Муру, достижение позволит проводить ранее невозможные эксперименты.

ZEUS генерирует сверхкороткие импульсы длительностью в несколько триллионных долей секунды. Несмотря на столь кратковременное воздействие, энергии достаточно для исследований в медицине, национальной безопасности, материаловедении, квантовой физике и астрофизике.

Размещенная в помещении, сравнимом по размеру со школьным спортзалом, установка ZEUS защищена бетонными стенами толщиной 60 см для удержания излучения. Она является преемником лазера HERCULES, чья мощность не превышала 300 тераватт, и почти вдвое превосходит его по возможностям.

Установка включает в себя заполненные гелием газовые ячейки. Под воздействием лазерного импульса газ превращается в плазму, содержащую свободные электроны, которые разгоняются до экстремальных скоростей методом, известным как ускорение кильватерным полем.

В перспективе, планируется столкновение электронов с лазерным импульсом мощностью 3 петаватта, что позволит имитировать взаимодействия на уровне зеттаватт.

ZEUS, финансируемый Национальным научным фондом (NSF), открыт для исследователей со всей страны. Первые эксперименты будут направлены на создание лучей с энергией, сопоставимой с крупными ускорителями частиц, и позволят получить результаты в 5-10 раз выше, чем ранее. Ожидается, что разработки найдут применение в новых методах визуализации, а также в лечении рака и других заболеваний. Инвестиции в систему ZEUS составили 16 миллионов долларов, пишет clickpetroleoegas.

Уточнения

Астрофи́зика (от др.-греч. ἀστήρ — «звезда, светило» и φυσικά — «природа») — раздел астрономии, использующий принципы физики и химии, который изучает физические процессы в астрономических объектах, таких как звёзды, галактики, экзопланеты и т. д. Физические свойства материи в самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает космология.