Vědci se chystají spustit nejvýkonnější laser v USA: ScienceAlert

0
Vědci se chystají spustit nejvýkonnější laser v USA: ScienceAlert

Nejvýkonnější laser v současnosti v USA se zapíná, aby tento týden vyslal první pulsy – což umožňuje výzkumníkům získat novou úroveň vhledu do fyziky plazmatu a urychlovačů částic.

Známý jako Zetawatt-ekvivalentní ultrakrátký pulzní laserový systém (ZEUS) vytváří ultrakrátký, extrémně silný pulz o délce pouhých 25 femtosekundy. Femtosekunda je kvadriliontina sekundy – nebo jinak řečeno, femtosekunda je sekunda to, co sekunda asi 31,71 milionu let.

Jak se schopnosti laseru rozšiřují, mohl by být nakonec použit ke studiu některých nejexotičtějších jevů vesmíru v laboratorním měřítku: představte si fyziku záblesku gama nebo Černá díra.

“ZEUS bude laser s nejvyšším špičkovým výkonem v USA a bude jedním z nejvýkonnějších laserových systémů na světě,” říká astrofyzik Karl Krushelnick z University of Michigan.

frameborder=”0″ allow=”akcelerometer; automatické přehrávání; schránka-psát; šifrovaná média; gyroskop; obraz v obraze” allowfullscreen>

ZEUS začne v menším měřítku a pak se bude budovat: první část laseru, která se má zapnout, je známá jako cílová oblast s vysokým opakováním, která využívá pulsy o vyšší frekvenci, ale s nižším výkonem.

Tato počáteční fáze bude vyžadovat 30 terawattů (30 bilionů wattů) energie – impozantní množství, ale pouze jediné procento toho, čeho bude ZEUS nakonec schopen. Energie bude využita ke studiu nového druhu rentgenového zobrazování.

Vysláním infračervených laserových pulzů ze ZEUS do heliového plynu, který se poté změní na plazmu, chtějí výzkumníci vytvořit kompaktní rentgenové pulzy z vysoce excitovaných elektronových paprsků. Tyto rentgenové pulsy mají potenciál být použity jako velmi přesná a velmi přesná metoda pro zobrazování měkkých tkání.

Do konce roku 2023 by měl ZEUS provozovat rozsáhlé experimenty v oblastech zahrnujících kvantovou fyziku, bezpečnost dat, materiálové vědy, dálkový průzkum Země a lékařskou diagnostiku – stejně jako studium některých nejextrémnějších objektů ve vesmíru.

“Magnetar, což jsou neutronové hvězdy s extrémně silnými magnetickými poli kolem sebe, a objekty jako aktivní galaktická jádra obklopená velmi horkým plazmatem – můžeme v laboratoři znovu vytvořit mikrofyziku horkého plazmatu v extrémně silných polích,” říká elektrotechnik a počítačový inženýr Louise Willingale z University of Michigan.

Jedna oblast laseru využívá to, co je známo jako geometrie srážkového paprsku, kde laserový puls je rozdělen na dvě části: jeden z pulsů pak může být použit k urychlení elektronů do vysokorychlostního paprsku, který pak může být nasměrován tak, aby interagoval zpět s druhým laserovým pulsem.

To vede k simulaci milionkrát výkonnější, než je skutečná kapacita ZEUS, kterou dokáže vytvořit pouze jedním impulsem.

Vědci pokračují v dosahování značného pokroku ve výrobě laserů všestrannější, stabilnějšía výkonnější než kdykoli předtím – a to znamená, že experimenty lze provádět na větších a větších měřítcích.

Tým, který stojí za vývojem a uvedením ZEUS na trh, zdůrazňuje, že laser je dostupný pro výzkumníky po celém světě. Vědci, kteří mají zájem o jeho použití, mohou předkládat své návrhy ke schválení.

“Těšíme se, že rozrosteme výzkumnou komunitu a přivedeme lidi s novými nápady pro experimenty a aplikace,” říká Krushelnick.

Více o ZEUS si můžete přečíst na jeho oficiální domovská stránka.

podobné příspěvky

Leave a Reply