Najpotężniejszy laser w historii USA

Laser ZEUS, wspierany przez Narodową Fundację Nauki USA, niedawno zrealizował swój pierwszy eksperyment, osiągając szokującą moc 2 petawatów – to więcej niż jakikolwiek inny laser w Ameryce! Dla lepszego zobrazowania tej mocy, warto zaznaczyć, że trwa ona zaledwie 25 kwintylionowych sekundy, a jej moc przewyższa całkowitą światową produkcję energii elektrycznej ponad 100 razy!

Początek nowej ery naukowych odkryć

Karl Krushelnick, dyrektor Centrum Ultrafast Optical Science na Uniwersytecie Michigan, stwierdził, że to przełomowy moment, który otwiera nowe, niezbadane dotąd obszary amerykańskiej nauki. Badania prowadzone w ramach projektu ZEUS mają potencjalne zastosowania w wielu dziedzinach, w tym medycynie, bezpieczeństwie narodowym, materiałoznawstwie oraz astrofizyce.

Globalna współpraca w badaniach laserowych

ZEUS działa jako ośrodek badawczy z otwartym dostępem, co oznacza, że zespoły naukowców z całego świata mogą zgłaszać swoje pomysły na eksperymenty, które są następnie oceniane przez niezależne komisje.

Zwiększenie mocy laserów – nowe wyzwania dla naukowców

Franklin Dollar, profesor fizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine, zaznacza, że jedną z kluczowych zalet ZEUS jest możliwość podziału światła na wiele wiązek. Ekipa Dollara planuje generować wiązki elektronów, które będą przenosić od 5 do 10 razy więcej energii niż dotychczas. Ich cel? Osiągnięcie wyższych energii elektronów przy użyciu dwóch jednoczesnych wiązek laserowych!

Nowe techniki przyspieszania energii elektronów

W ramach badań zespół zmodyfikował cel, aby wydłużyć komórkę gazową zawierającą hel, przez którą przechodzi impuls laserowy. Proces ten, znany jako "przyspieszanie wakefield", pozwala elektronów osiągać znacznie wyższe prędkości.

Innowacje, które mogą zmienić oblicze medycyny

Jak podkreśla Vyacheslav Lukin, dyrektor programu w NSF, badania przy użyciu ZEUS mogą prowadzić do znacznych postępów w medycynie, w tym do rozwoju nowych technologii leczenia raka oraz bardziej zaawansowanych metod obrazowania tkanek.

Nowoczesne rozwiązania w fizyce laserowej

Obiekt ZEUS zajmuje powierzchnię wielkości sali gimnastycznej i generuje impuls podczerwieni, który jest rozciągany w czasie, aby uniknąć przegrzania. Po czterech cyklach dodawania energii impuls wchodzi do komory próżniowej, gdzie skupia się na maksymalnej intensywności do eksperymentów.

Droga do sukcesu: wyzwania i osiągnięcia

Droga do osiągnięcia mocy 2 petawatów była długa i pełna wyzwań, w tym uzyskanie kluczowego kryształu szafiru używanego w systemie. Franko Bayer, kierownik projektu, zapowiedział, że nowy kryształ, który uda się uzyskać latem, pozwoli na dalsze zwiększenie mocy do aż 3 petawatów. To przełom, na który czekano przez 4,5 roku!