Мичиганский университет построит самый мощный лазер в США мощностью 3 петаватта

Мичиганский университет построит самый мощный лазер в США мощностью 3 петаватта.

Этот лазер будет иметь самую высокую пиковую мощность в 3 PW в США и будет одной из самых мощных лазерных систем в мире в течение следующего десятилетия.

Соединенные Штаты модернизируют свои лазерные возможности с помощью ZEUS, новой системы из трех петаватт (3 PW), которая будет построена в Мичиганском университете (U-M; Ann Arbor, MI). Фонд, финансируемый из средств Национального научного фонда (ННФ) на сумму 16 млн. долл.США, позволит проводить как фундаментальные, так и прикладные исследования. Он будет проверять ведущую теорию о том, как Вселенная работает на субатомном уровне, и это может привести к достижениям в области медицины, материаловедения и национальной безопасности.

"Этот лазер будет иметь самую высокую пиковую мощность в Соединенных Штатах и будет одной из самых мощных лазерных систем в мире в течение следующего десятилетия”,- сказал Karl Krushelnick, директор Gérard Mourou Center для Ultrafast Optical Scienc в U-M, где будет построен лазер.

США построили первый в мире петаваттный лазер в 1996 году, но не поспевают за более амбициозными системами, строящимися в других странах мира, например, два лазера мощностью 10 PW в Европе и лазер мощностью 5,3 PW в Китае. В Китае планируют также построить лазер мощностью 100 PW.

Возвращение в игру с лазером 3 PW за 16 миллионов долларов - это сделка. Экономия средств частично объясняется тем, что некоторые высокомощные лазерные компоненты теперь производятся на коммерческой основе, поэтому они не должны быть изготовлены на заказ. Кроме того, ZEUS станет обновлением существующего лазера мощностью 0,5 PW, известного в течение примерно двух десятилетий как HERCULES . ZEUS будет тем, что известно как “пользовательский объект”, обеспечивающий доступ к экстремальным лазерным интенсивностям для ученых и инженеров по всей стране. "Поддерживаемый NSF пользовательский комплекс ZEUS восстановит Соединенные Штаты в качестве мирового лидера в области высокоинтенсивной лазерной науки , как недавно было рекомендовано Национальными академиями", - сказал Слава Лукин, который руководит программой физики плазмы NSF. "Более того, это поможет продвинуть наше понимание космоса, воссоздав некоторые из самых энергичных явлений света и ускорения частиц во Вселенной в университетской лаборатории.”

Один из запланированных экспериментов сигнатуры будет стрелять лазером на высокоэнергетическом электронном пучке, идущем в обратном направлении. Таким образом, исследователи смогут имитировать гораздо более мощный лазер zettawatt (это 1 квинтиллион ватт, или 1, за которым следует 21 нуль). С этой возможностью команда U-M больше всего волнуется о возможности зондирования квантовой электродинамики, господствующего объяснения того, как Вселенная работает на субатомном уровне.

В дополнение к попыткам ответить на эти очень фундаментальные вопросы, ZEUS мог бы помочь разработать методы и технологии для использования в медицине, обороне, материаловедении и астрофизике, а также сделать передовые методы лечения рака более доступными для пациентов, необходимых для генерирования протонных пучков и радиоактивных изотопов, улучшения обнаружения ядерных оружейных материалов в транспортных контейнерах, изучения того, как материалы изменяются в очень быстрых временных масштабах, и предоставления новых знаний о черных дырах путем исследования высокоэнергетических электрон-позитронных струй, которые они, как полагают, испускают. Финансирование ZEUS является частью программы научно-исследовательской инфраструктуры: NSF’s Mid-Scale Research Infrastructure program.

Фото: Joseph Xu / инженерный колледж Мичиганского университета: Anatoly Maksimchuk и John Nees демонстрируют использование лазера HERCULES 300 TW, предшественника нового лазера ZEUS 3 PW.

Источник: Гейл Овертон. University of Michigan to build highest-peak-power laser in the U.S. at 3 PW // URL: https://www.laserfocusworld.com/lasers-sources/article/14040221/university-of-michigan-to-build-highestpeakpower-laser-in-the-us-at-3-pw?oly_enc_id=8210A6661590H7S 19/09/2019 // Мичиганский университет; https://news.umich.edu/most-powerful-laser-in-the-us-to-be-built-at-u-m/