В США заработал мощнейший лазер в истории — его назвали ZEUS в честь главного бога древнегреческого пантеона. Устройство размером со спортзал выдало мощность в 2 петаватта — это в 100 раз больше, чем вырабатывает вся планета. Такой импульс длится всего миллиардную долю секунды, так что глазом его не заметить, но по мощности он превышает всю выработку электроэнергии на Земле. И это только начало — ученые считают, что у ZEUS впереди еще более впечатляющие достижения.
Мощность предыдущей лазерной установки HERCULES составляла 300 тераватт. Получается, что ZEUS мощнее его в десятки раз!
(примечание: здесь и далее под словом "мощность" имеется в виду не суммарное количество энергии, а скорость высвобождения энергии в единицу времени)
Самый мощный лазер ZEUS был разработан в Мичиганском университете (США). Он заменил предыдущую установку HERCULES и стал в несколько раз мощнее. Лазер занимает помещение размером со спортзал, но обошелся сравнительно недорого — всего 16 миллионов долларов. Для научных разработок это почти копейки. Главная цель ZEUS — проводить эксперименты, которые раньше были невозможны из-за нехватки энергии.
На основе работы лазера лежит уникальный кристалл из титана и сапфира. Через него проходит световой импульс, который постепенно набирает огромную энергию. Такой кристалл помогает создать очень мощный и точный луч, способный взаимодействовать с окружающей средой на новом уровне.
Дальше этот мощный импульс попадает в специальную камеру, наполненную гелием. Там лазер превращает газ в плазму — смесь свободных электронов и ионов. Эти частицы начинают разгоняться до огромных скоростей, двигаясь вслед за световым лучом, как лодка, плывущая за волной. Это явление известно как ускорение в кильватерном поле — именно благодаря ему лазер достигает рекордной мощности.
Этот мощнейший лазер создан не только для того, чтобы поставить рекорд. Он нужен для проведения экспериментов, которые раньше были невозможны.
Например, ближе к концу 2025 года, ученые собираются столкнуть ускоренные электроны с лазерным импульсом навстречу друг другу. Если все пройдет успешно, энергия взаимодействия превысит 3 петаватта — нынешний рекорд будет побит. Это позволит глубже понять физику света и материи в экстремальных условиях.
Эксперименты с лазером. Ученый рядом с лазерной установкой Vulcan 20-20. Источник изображения: clf.stfc.ac.uk. Фото.
Ученый рядом с лазерной установкой Vulcan 20-20. Источник изображения: clf.stfc.ac.uk
Кроме фундаментальных исследований, лазер ZEUS откроет новые возможности в медицине, материаловедении и астрофизике. Например, он поможет изучать, как материалы ведут себя при сильных нагрузках, что важно для защиты космических аппаратов.
В будущем рекорды лазера ZEUS могут быть побиты британским аппаратом Vulcan 20-20. Разработчики этого «монстра» заявляют о сумасшедших характеристиках своего детища. Они говорят, что когда лазер заработает, яркость светового пучка превзойдет мощность самого яркого солнечного света в квадриллионы раз
Лазерная установка ZEUS с другого ракурса