У вас есть вопрос?
1
Пресс-центр / Новости отрасли
Сверхбыстрый лазер выдает рекордную пиковую мощность в 1 петаватт каждую секунду
11.08.2012

no40


















Не прошло и месяца с тех пор, как ученые из исследовательского центра National Ignition Facility (NIF) в США запустили массив из 192 лазеров мощностью 500 трлн. Вт., и вот уже этот рекорд был разбит в пух и прах. Специалистам из лаборатории лазерных ускорителей Беркли (Berkeley Lab Laser Accelerator; BELLA) удалось достичь рекордного петаваттного импульса, то есть мощность их лазера составила квадриллион ватт. Продолжительность импульса равнялась всего 40 фемтосекундам (10 в минус 15-й степени), но специалисты научились создавать до одного импульса в секунду. 

Чтобы вы могли лучше понять, о чем тут идет речь, проиллюстрируем это феноменальное достижение на примере. Импульс в один петаватт больше, чем совокупная генерирующая мощность всех электростанций в мире в любой момент времени, а одна фемтосекунда является квадрилионной долей секунды. Удивительно, что средняя мощность лазера составляет лишь только 42,2 Вт, но сжатие этого скромного количества энергии в рамках очень короткого импульса привело к возникновению такой массивной пиковой мощности.

Конструкционные особенности лазера BELLA опираются на многолетние исследования ускорителей лазерной плазмы (плазма, генерируемая лазерным излучением), проводимые в рамках программы комплексного изучения лазерных и оптических ускорительных систем (Lasers and Optical Accelerator Systems Integrated Studies; LOASIS), которую курирует Национальная лаборатория Лоренса Беркли при минэнерго США. 

В то время как в обычных акселераторах для ускорения заряженных частиц, таких как протоны и электроны, используются модулированные электрические поля, ускоритель лазерной плазмы нового типа генерирует плотные волны электронов, которые перемещаются через плазму. Лазерные лучи нагревают либо пробивают себе путь через шлейф газа, или же они проходят через плазму, заключенную в тонкий капилляр в сапфире. Экстремально высокая скорость достигается, когда волны ловят некоторые свободные электроны плазмы и ускоряют их до очень высоких уровней энергии на очень коротких промежутках пространства.

Первые эксперименты в рамках данного проекта планируется начать осенью. Ученые попытаются создать мощные импульсы, необходимые для возникновения пучков в 10 млрд. электрон-вольт (10 ГэВ) в рамках очень компактного ускорителя длиной всего в один метр (3,28 фута). Но пусть небольшая длина лазера не вводит вас в заблуждение - лазерная система заполняет всю соседнюю комнату. Для сравнения, предыдущая технология требовала применения линейного ускорителя две мили в длину (3,2 км). К слову, подобный механизм применялся при создании опытных образцов в Стэнфордском центре изучения линейных ускорителей (Stanford Linear Accelerator Center), мощность которых при помощи традиционной технологии достигала 50 ГэВ.

Компактные ускорители могут открыть новые возможности для врачей, исследователей из университетов и инженеров промышленных предприятий. Все желающие смогут использовать их в качестве инструмента для исследования продвинутых методов лечения и новых технологий. Кроме того, они станут основой для следующего поколения ускорителей частиц, которые пригодятся экспертам в области физики высоких энергий и ученым, которые желают положить начало эре термоядерной энергетики.

Источник: http://energysafe.ru/