美國誕生新型最強(qiáng)激光裝置：奪回激光領(lǐng)域主導(dǎo)地位？
密歇根大學(xué)ZEUS激光設(shè)施近期通過首次2拍瓦（2千萬億瓦）實(shí)驗(yàn)，使美國最強(qiáng)激光峰值功率實(shí)現(xiàn)翻倍突破。這種瞬間功率雖僅持續(xù)25阿秒（百億億分之一秒），卻超過全球電網(wǎng)總功率的百倍以上。 *QzoBpO<
ZEUS所屬的Gérard Mourou超快光學(xué)科學(xué)中心主任Karl Krushelnick表示："這標(biāo)志著美國高場強(qiáng)科學(xué)正式踏入未知疆域"，該設(shè)施除等離子體與量子物理研究外，其成果還將惠及醫(yī)療、國家安全等八大領(lǐng)域。作為開放型科研平臺，ZEUS已吸引全球22個(gè)機(jī)構(gòu)的58名科學(xué)家提交實(shí)驗(yàn)方案。 ^Zh
YW
首輪2拍瓦實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)歐文分校Franklin Dollar教授解釋道："ZEUS的獨(dú)特之處在于能將激光分解為多束獨(dú)立光源"，其團(tuán)隊(duì)正致力于產(chǎn)生相當(dāng)于百米級粒子加速器的電子束能量，這將是該設(shè)施歷史記錄的5-10倍突破。 `>@n6>f
[attachment=132500] \R >!HY
John Nees（左）和激光工程師 Paul Campbell（右）在目標(biāo)區(qū)域 1 工作，第一個(gè) 2 拍瓦用戶實(shí)驗(yàn)將在那里進(jìn)行。ZEUS 現(xiàn)在是美國最強(qiáng)大的激光器 |w(@a:2 kw
實(shí)驗(yàn)核心在于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的雙激光協(xié)同系統(tǒng)：一束構(gòu)建引導(dǎo)通道，另一束實(shí)現(xiàn)電子加速。項(xiàng)目首席工程師Anatoly Maksimchuk透露，團(tuán)隊(duì)通過延長氦氣靶室長度，使激光脈沖在等離子體中形成更持久的"尾波場加速"效應(yīng)——當(dāng)電子追趕減速的激光脈沖時(shí)，如同沖浪者緊貼快艇尾流，獲得持續(xù)動能加速。 ]M|Iy~
X
7` ^]:t
今年晚些時(shí)候，ZEUS將迎來標(biāo)志性實(shí)驗(yàn)：加速電子與逆向激光脈沖對撞。在電子參照系中，3拍瓦激光將等效于澤瓦（十萬億億瓦）級脈沖，這正是"澤瓦等效超短脈沖系統(tǒng)"名稱的由來。NSF物理部主任Vyacheslav Lukin指出，該突破將推動癌癥治療等醫(yī)療技術(shù)的革新。 _v2 K1 1
qMAH~P0u
這個(gè)占地僅體育館大小的設(shè)施內(nèi)，藏著多項(xiàng)黑科技：直徑30厘米的鈦藍(lán)寶石晶體作為核心放大器，全球存量屈指可數(shù)；8微米厚（不及打印紙1/10）的脈沖壓縮技術(shù)，使能量密度突破極限。項(xiàng)目總工程師John Nees強(qiáng)調(diào)，中型設(shè)施的靈活性使其能快速響應(yīng)科研新思路。 nw3CI&Y`
Z5 /g\G[
從300太瓦到3拍瓦的升級之路充滿挑戰(zhàn)：歷時(shí)四年半打造的鈦藍(lán)寶石晶體、真空室內(nèi)分子殘留導(dǎo)致的碳沉積問題，都曾讓團(tuán)隊(duì)如履薄冰。自2023年10月啟用至今，ZEUS已完成11項(xiàng)前沿實(shí)驗(yàn)，未來一年將在持續(xù)升級中向全功率邁進(jìn)。正如NSF所言，這個(gè)"國家科研重器"正重新奪回美國在強(qiáng)激光領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。 ~]71(u2
相關(guān)鏈接：https://news.umich.edu/the-us-has-a-new-most-powerful-laser/
|