В Мичиганском университете (США) начал работу один из самых мощных лазеров в мире — ZEUS, способный достигать пиковой мощности в 2 петаватта. Это вдвое превышает показатели любого другого лазера в США и примерно в сто раз — общую мощность энергетики всей планеты. Правда, столь колоссальная энергия высвобождается лишь на крошечный миг — 25 квинтиллионных долей секунды.
Установка ZEUS финансируется Национальным научным фондом США и доступна для исследовательских групп со всего мира. С ее помощью можно проводить эксперименты на стыке плазменной физики, квантовой механики, астрофизики, а также в прикладных областях — от медицины до национальной безопасности и материаловедения.
Одно из ключевых преимуществ ZEUS — гибкость. Лазер можно разделять на несколько лучей и направлять их на разные задачи, адаптируя установку под конкретные эксперименты. Первым такую возможность использовала команда профессора Франклина Доллара. Исследователям удалось создать пучки электронов с энергией, в 5-10 раз превышающей предыдущие достижения установки.
Как это работает? Один лазерный импульс формирует плазменный канал в газе (в данном случае — в гелии), а другой ускоряет по нему электроны. Они буквально «серфят» по кильватерной волне, создаваемой лазером — подобно тому, как катер тянет за собой волну. Благодаря удлиненной и менее плотной газовой мишени электроны успевают разогнаться до рекордных скоростей.
Позднее в этом году планируется знаковый эксперимент: пучок разогнанных электронов столкнется с лазерным импульсом, направленным навстречу. В их собственной системе отсчета мощность этого импульса достигнет зеттаваттного эквивалента — в миллион раз выше текущего уровня. Именно поэтому ZEUS расшифровывается как «Зеттаваттная эквивалентная сверхкороткая лазерная импульсная система». Установка по размерам сопоставима со школьным спортзалом. Это объект среднего масштаба, значительно более доступный и гибкий по сравнению с гигантскими ускорителями.
Уже сейчас ZEUS принимает ученых из 22 научных организаций, включая международные команды. А в 2025 году установка должна достичь новой цели — мощности в 3 петаватта.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые приближают мечту о дешевой и чистой энергии.
