Лазерная установка ZEUS 🚀 в Мичиганском университете установила рекорд США, достигнув мощности 2 петаватт (2 квадриллиона ватт) в первом официальном эксперименте! Это вдвое выше, чем у любого другого лазера в стране.
Мощность ZEUS в 100+ раз превышает глобальное потребление электроэнергии, но длится всего 25 квинтиллионных долей секунды ⏱️.
«Этот прорыв открывает путь к исследованиям в неизведанных областях американской науки высоких полей», — заявил Карл Крушельник, директор Центра ультракоротких оптических технологий имени Жерара Муру, где находится ZEUS.
Исследования на ZEUS охватят медицину 🩺, материалы, астрофизику, квантовую физику и даже национальную безопасность 🛡️. Установка доступна для команд со всего мира — предложения экспериментов отбираются независимо.
«ZEUS — не просто «лазерный молот», а система с разделением луча на несколько потоков», — объясняет Франклин Доллар из Калифорнийского университета, чья команда проводит первый эксперимент на 2 петаваттах.
Цель: создать электронные пучки с энергией, сравнимой с километровыми ускорителями частиц 🧲. Энергия будет в 5–10 раз выше, чем ранее достигнутая на ZEUS.
«Мы используем два луча: один формирует канал, другой ускоряет электроны», — говорит Анатолий Максимчук, ведущий разработчик экспериментов.
Ключевое новшество — переработанная мишень с удлинённой камерой, заполненной гелием. При взаимодействии с лазером газ превращается в плазму 🌟, где электроны разгоняются по принципу «вейкфилд-ускорения» (как сёрферы за катером 🏄).
В конце 2024 года ZEUS проведёт главный эксперимент: электроны столкнутся с противоположными лазерными импульсами 💥. С точки зрения электронов, мощность импульса достигнет зеттаваттного уровня (1 секстиллион ватт)! Отсюда и название: Zettawatt Equivalent Ultrashort laser pulse System.
«Исследования на ZEUS улучшат методы диагностики мягких тканей 🧬 и технологии лечения рака», — подчёркивает Вячеслав Лукин из Национального научного фонда США.
Установка размером со школьный спортзал 🏟️ использует уникальную оптику. Лазерный импульс растягивается, усиливается и фокусируется до 0,8 микрон — тоньше человеческого волоса!
«ZEUS — гибкий инструмент для смелых идей», — говорит Джон Нис, руководитель строительства лазера.
Сложности? Например, титано-сапфировый кристалл 💎 для финального усилителя: его изготовление заняло 4,5 года!
Сейчас ZEUS работает на 1 петаватт, но уже провёл 11 экспериментов с участием 58 учёных из 22 институтов 🌍. Полная мощность (3 петаватта) будет достигнута после установки нового кристалла летом 2024 года.
Источник: [University of Michigan](http://www.umich.edu/)
Категория: [Оптика](https://www.physicsforums.com/forums/optics.300/)