Лазерний комплекс ZEUS в Університеті Мічигану у США вперше досяг потужності 2 петавати (2 квадрильйони ватів). Це майже вдвічі перевищує можливості будь-якого іншого лазера, що працює нині у США.
Потужність ZEUS у понад сто разів перевищує всю електроенергію, яку виробляє світ за одну мить. Однак такий імпульс триває лише 25 квінтильйонних часток секунди.
«Це початок нових експериментів у галузі науки про сильні поля в США», — сказав Карл Крушельник, директор Центру ультрашвидкої оптичної науки, де працює ZEUS.
Дослідження на ZEUS мають значення для медицини, національної безпеки, матеріалознавства, астрофізики, плазмової та квантової фізики. Лазер фінансується Національним науковим фондом США і працює як відкрита лабораторія. Це означає, що вчені з усього світу можуть подавати заявки на проведення експериментів.
Френклін Доллар з Каліфорнійського університету в Ірвайні, команда якого проводить перший експеримент на 2 петавати, пояснив:
Читайте також:
Німецькі військові вперше застосували бойовий лазер для боротьби із дронами. Що відомо про цю зброю? «ZEUS можна ділити на кілька променів,
тож це не просто один гігантський лазер. Це дозволяє реалізувати найперспективніші наукові ідеї».
Команда Доллара планує створювати електронні промені, подібні до тих, що виникають у прискорювачах довжиною в сотні метрів. Вони матимуть у 5−10 разів більше енергії, ніж у попередніх експериментах ZEUS.
Науковець Анатолій Максимчук пояснив, що для цього використовують два лазерні промені: один створює канал у плазмі, а інший прискорює електрони. Принцип такий: лазерний імпульс проходить крізь газ гелію, відриваючи електрони від атомів. Ті рухаються за лазером, подібно до серфінгістів, що ловлять хвилю. Це називається прискорення на хвильовому полі.
У майбутньому планують, щоб прискорені електрони зіштовхнулися з лазерним імпульсом назустріч. Для електронів такий удар виглядатиме як зустріч із лазером потужністю в зетават. Саме тому ZEUS розшифровується як «Zettawatt Equivalent Ultrashort laser pulse System».
Читайте також:
Суперзаряджання. Вчені створили лазер, який передає електрику повітрям на 30 метрів За словами В’ячеслава Лукіна, представника Національного наукового фонду США,
дослідження можуть дати нові методи медичної діагностики та вдосконалити технології лікування раку.
Лазер розташований у приміщенні розміром зі спортивний зал. Початковий імпульс формується як інфрачервоне світло, яке поступово розтягують і посилюють за допомогою спеціальних оптичних пристроїв. Зрештою воно стискається у надтонкий промінь і досягає максимальної інтенсивності.
«Ми можемо працювати гнучкіше, ніж великі установки на кшталт прискорювачів частинок чи Національної установки займання», — пояснив Джон Ніс, науковець, який керує будівництвом ZEUS.
Найскладнішим елементом став спеціальний сапфіровий кристал із титаном діаметром майже 18 см. Він потрібен для підсилення імпульсу. Таких кристалів у світі лише кілька, і його виготовлення тривало понад чотири роки. Очікується, що саме він дозволить підняти потужність ZEUS до 3 петаватів.
Наразі команда вже провела 11 експериментів із залученням 58 дослідників із 22 наукових установ світу. Робота продовжиться, поки систему вдосконалюють.
Читайте також:
Колонізація не за горами. Інженер NASA розробив лазер для пошуку води на Місяці
