研究人员正在计划开发100瓦的激光器,可以将空间撕裂,产生反物质和物质。
它可以以3微米的精度瞄准斑点目标。
这是加速用于高能物理和医学的粒子的新方法的示范。
中国物理学家正在研究一种激光技术,可以产生世界上目睹的最强大的光脉冲。最终的目标是发展100瓦(百万亿瓦)的激光器,这种激光器能够分离真空产生反物质和物质。
这种名为上海超强超快激光设备(SULF)的激光器是由掺杂钛的蓝宝石制成的小圆柱结构。在点燃晶体后,系统通过反射镜和透镜的设置将光点亮成具有惊人能量的脉冲。
这些强大的脉冲可以瞄准3微米的精确点,比铅笔的厚度小2000倍左右。他们已经创造了一个激光,可以产生5.3瓦特的功率。每次激光发射时光的强度都不会降低。然而,它们持续的时间很短 - 不到一万亿分之一秒。
现在,这支队伍正在加强他们的激光战斗力,在2018年底之前打败他们自己的战绩,达到10瓦。把它放到上下文中,世界上所有电网的功率将超过1000倍。
这个计划并没有在这里结束。不久之后,他们将开始研制一种名为极光(Station of Extreme Light,SEL)的100瓦特激光器。到2023年底(按计划),激光可以产生强大的脉冲进入20米的地下室,使目标受到巨大的压力和温度。
采用
现在谈到最重要的问题 - 这将如何帮助。它将足以摧毁电子以及它们的反物质,真空中的正电子(也称为'破真空')。
这是加速用于高能物理和医学的粒子的新方法的示范。这也将打击例证是能量和物质是可以互换的,在物理E = MC是最有名的一个方程。尽管核武器将物质转化为大量的光和热,但逆转并不是一件容易的事情。
未来几年,作为欧洲极端照明基础设施的一部分,将在捷克共和国和罗马尼亚开启10台瓦特仪器。最近,该项目揭示了其发展一个100瓦特量级仪器的雄心。
事实上,俄罗斯物理学家提出了180瓦的激光蓝图,称为Exawatt极光研究中心(XCELS),而日本的科学家则提出了30瓦的设备。
纽约罗切斯特大学还计划建造一个75瓦特的光学参量放大器(OPAL)设备。它将利用国内最强大的激光器OMEGA-EP。
达到更高功率的最好方法之一是将脉冲能量打包成更短的时间。这可以通过增强钛掺杂蓝宝石晶体中的光来完成。这些脉冲在镜像激光室中来回反射。
通过配置设置,可以使各个频率分量在其大部分脉冲长度上相互抵消,同时以非常短的(飞秒)短暂脉冲彼此加强。将这些脉冲与几百焦耳的附加能量相结合,可以获得最多10个Petawatts的功率。
整个装置可以安装在一个大房间里,花费数千万美元,相比之下,35亿美元的国家点火装置的系统只能产生1倍的脉动,但持续时间更长。
增加脉冲的功率从另一个数量级(从10个到100个)将需要更多的努力。一个简单的方法是将脉冲的能量从几百焦耳提高到千焦耳。然而,有一个大问题,即掺钛蓝宝石不能支撑这种能量。
因此,研究人员将注意力转向了参量放大器,后者将脉冲(从光栅)传输到人造非线性晶体。如果你重新压缩由此产生的强大的脉冲,你将能够产生更多的能量。
未来,加速电子的高重复拍击脉冲可以降低大型强子对撞机--30公里长的电子 - 正电子对撞机的机器继任者的成本。而且,基于100瓦特的系统比现在的100亿美元的机器便宜10倍。
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