После модернизации лазер Геркулес достигнет мощности в 1000 тераватт
Москва, 10:51, 17 Окт 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Самый интенсивный лазер в мире в скором времени станет втрое интенсивнее, благодаря модернизации на 2 миллиона долларов США.
Лазер Геркулес в Мичиганском университете в настоящее время выпускает пучок мощностью 300 тераватт (ТВт), но после замены некоторых устаревших компонентов, он сможет выдать мощность до фантастических 1000 ТВт. Благодаря такой мощности лазер может привести к открытиям в исследованиях астрофизики и обеспечить более точное, быстрое и дешевое медицинское рентгеновское обследование.
Активированному в 2007 году лазеру Геркулес принадлежит мировой рекорд Гиннеса по лазерной фокусировке с максимальной интенсивностью, за создание фокусированного лазерного луча с интенсивностью 20 секстиллионов Ватт на квадратный сантиметр. Тем не менее, у него есть серьезные конкуренты — лазер Диокля в Университете Небраски, например, обладает мощностью «всего» 100 ТВт, но он импульсирует в 100 раз быстрее.
Чтобы сохранить Геркулеса «впереди планеты всей», обновление увеличит мощность до 500 ТВт или даже 1000 ТВт, что должно удвоить или утроить этот рекорд интенсивности. Это повышение будет достигнуто за счет замены трех из пяти стареющих устройств накачки лазера — компонентов, которые усиливают ультракороткие импульсы света. Они были изготовлены на заказ более 10 лет назад, поскольку это был единственный способ достичь мощности 300 ТВт, но в настоящее время они с трудом опережают существующие устройства.
Итак, что мы можем узнать, сосредоточив луч света, эквивалентный в два-три раза большей мощности всего солнечного света, попадающего на Землю, на одно зерно песка? Команда говорит, что более мощный Геркулес может помочь уменьшить ускорители частиц до «настольного» размера, а не нескольких километров, требуемых для таких объектов, как CERN. Это могло бы помочь большему количеству лабораторий по всему миру исследовать тайны астрофизики или в значительной степени непроверенной области квантовой электродинамики — изучение квантовых взаимодействий между светом и веществом.
В более практичных повседневных применениях рентгеновские лучи, создаваемые лазерными ускорителями, могут в конечном итоге улучшить медицинские рентгеновские снимки. Вместо того, чтобы просто выделять плотные материалы, такие как кости, высокоэнергетические рентгеновские лучи будут проходить по-разному через разные ткани, позволяя более точно сканировать мягкие ткани в теле. Это сравнимо с МРТ, только дешевле и с более быстрыми результатами.
«Это обновление позволяет проводить множество различных экспериментов», — говорит Карл Крушельник, директор Центра сверхбыстрой оптической науки в Мичиганском университете. «Есть эти захватывающие применения, а также будет открыт новый режим на самой границе физики плазмы, где квантовые явления начинают играть важную роль».
