@ 2022.09.20 , 19:44

美国最强大的激光器(宙斯 ZEUS) 即将开机运行

美国当前最强大的激光器将于明天开机——给研究人员一把新的武器,去探究等离子体物理学的奥秘。

它被称为 Zetawatt 等效超短脉冲激光系统 (宙斯 ZEUS),可产生仅25飞秒的超短、极其强大的脉冲。一飞秒是一千万亿分之一秒——或者,如果把一飞秒理解成一秒,那通常的一秒就相当于大约3171万年。

随着激光功率的提高,最终可在实验室范围内研究宇宙中最奇特的现象:想想伽马射线爆发或黑洞。

“宙斯将成为美国峰值功率最高的激光器,也是世界上最强大的激光系统之一。”密歇根大学的天体物理学家 Karl Krushelnick 说。

ZEUS 将从较小的规模开始,然后逐步升级:初始激光被称为高重复目标区域,该区域使用频率较高但功率较低的脉冲。

这个初始阶段需要 30 太瓦(30 万亿瓦)的功率——这是一个令人印象深刻的数字,但仅是 ZEUS 最终功率的百分之一。如此能级将被用于研究一种新型的 X 射线成像。

把来自ZEUS的红外激光脉冲打到氦气中,使后者变成等离子体,研究人员希望从高度激发的电子束中产生紧凑的X射线脉冲。这些X射线脉冲有可能用于非常精确的软组织成像技术。

到2023年底,宙斯应该在量子物理学、数据安全、材料科学、遥感和医学诊断等领域进行全面实验,同时用于模拟太空中最极端的现象。

“磁星——周围具有极强磁场的中子星,被非常热的等离子体包围的活动星系核等物体——我们可以在实验室里,在极强的磁场中重建热等离子体的微观物理学。”密歇根大学的电气和计算机工程师Louise Willingale说。

科学家们现在制造出更通用、更稳定、更强大的激光器——这意味着可以在越来越大的规模上进行实验。

激光器的开发团队强调,仪器可供世界各地的研究人员使用。有兴趣使用它的科学家可以提交使用申请和建议。

“我们期待着发展研究社区,并为实验和应用带来新想法的人。”Krushelnick。

您可以在其官方主页上阅读有关 ZEUS 的更多信息→https://zeus.engin.umich.edu/。

https://www.sciencealert.com/scientists-are-about-to-fire-up-the-most-powerful-laser-in-the-us


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