Официальные представители Университета Мичиган объявили о том, что была успешно запущена лазерная система Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System (ZEUS), которая в ходе уже первого запуска смогла достичь мощности в 2 петаватта, или в 2 квадриллиона ватт. Это более чем в 100 раз превышает общее потребление электроэнергии во всем мире.
Однако это не значит, что ученые смогли создать аналог «Звезды Смерти», ведь такие сверхмощные импульсы длятся всего 25 квинтиллионных секунды и применяться будут исключительно в научных целях, а именно для проведения экспериментов в области медицины, квантовой физики и материаловедении.
Финансированием создания такого лазера занимался Национальный научный фонд США, а потрачено было всего 15 миллионов долларов США и четыре года непрерывного труда. В состав уникальной установки входят по настоящему уникальные компоненты, например, такие как сапфировые кристаллы диаметром 29,32 сантиметров, дополнительно легированные атомами титана.
Руководитель проекта Ф. Байер вообще заявляет о том, что кристаллы такого качества – огромная редкость и в мире их насчитывается всего несколько экземпляров.
При этом управлять ZEUS – это не просто нажать на кнопку как на лазерной указке. Так изначальный инфракрасный импульс усиливается с помощью лазерных накачек в четыре отдельных этапа.
При этом, для того чтобы мощный импульс не разрушил воздух, его пропускают через дифракционные решетки, которые растягивают его.
В ходе такой растяжки импульс достигает размера в 30,48 сантиметра в диаметре и примерно 5 сантиметров в длину. Далее импульс в подобном виде попадает в вакуумные камеры, где происходит его сжатие до 0,8 микрон в ширину с помощью дополнительных решеток. И уже в таком виде он готов к проведению экспериментов.
Во время первого эксперимента, который проводил профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Ирвине Франклин Доллар, сфокусированный таким образом луч, оказался направлен на гелиевую решетку.
Столкновение импульса с гелием порождает облако плазмы – атомы ионизируются, образуя смесь свободных электронов и положительно заряженных ионов. Электроны ускоряются за лазерным импульсом, подобно серферам за катером, – это явление называется ускорение на кильватерной волне.
Главная же цель всего этого эксперимента и установки в целом – получать мощные электронные пучки, которые будут вполне сравнимы по своей мощности с пучками, которые генерируются огромными ускорителями частиц, без необходимости во всем этом дорогостоящем оборудовании, которое занимает сотни метров рабочего пространства.
Ведь сама по себе лазерная система ZEUS легко умещается в здании размером с школьный спортзал. При этом созданная система стала приемником лазера HERCULES, достигавшего мощности 300 тераватт в 2007 году.
Однако справедливости ради нужно сказать, что новый американский лазер ZEUS далеко не самый мощный в мире и он уступает в мощности лазерной системе расположенной в европейской лаборатории ELI-NP в Магуреле (Румыния), достигающему мощности в 10 петаватт.