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市場報告

獨家分析:中國激光技術到底處于什么水平!

rongpuiwing 2019-02-19 我要評論(0 )   

物理學家們越來越接近于建立強大的激光器,以便從真空中解脫出來。根據(jù)1月24日在“科學”雜志上發(fā)表的一篇報道,中國科學家小組

物理學家們越來越接近于建立強大的激光器,以便從真空中解脫出來。

根據(jù)1月24日在“科學”雜志上發(fā)表的一篇報道,中國科學家小組今年正準備著手在上海舉辦一個名為“極光之站”(即SEL)的100瓦激光器。這使得他們在世界各地的科學家的廣泛領域的前沿,他們正在努力實現(xiàn)一個由美國和法國物理學家小組在2010年“物理評論快報”雜志上發(fā)表的預測,一個足夠強大的激光可能會導致電子出現(xiàn)的真空。

想象電子可能出現(xiàn)在空曠的空間似乎很奇怪。但是,從量子電動力學的一個奇怪的主張來看,它更有意義:“空”空間根本不是空的,而是由密集的物質(zhì)和反物質(zhì)組成的。這些對緊緊地填補了所有事物之間的空白,量子電動力學狀態(tài) - 它們并沒有以任何明顯的方式與宇宙其他部分相互作用,因為它們相互抵消。

因此,考慮到中國激光不會創(chuàng)造出更多的東西,因為它可以進入人類可以感知的世界。其強大的能量脈沖將導致電子從反物質(zhì)雙胞胎,正電子,研究人員可以檢測到的方式分離。

然而,建立一個足夠強大的激光器是一個困難的(而且是昂貴的)技術挑戰(zhàn)。據(jù)科學報道,100W的能量比世界上所有電網(wǎng)的總能量多出10000倍。

一臺較小的中國激光器,上海超強激光超快激光設備,到今年年底可能達到10個Petawatts。(這是全球所有電網(wǎng)功率的1000倍)。那么激光器如何能夠達到這些巨大的功率水平呢?

正如“科學”雜志報告的作者所解釋的那樣,權力是兩件事的函數(shù):能量和時間。在1秒的時間內(nèi)釋放1焦耳的能量,那就是1瓦。1 小時內(nèi)釋放焦耳,僅為0.28毫瓦(28瓦的百分之二十)。但是釋放的焦耳只有百萬分之一秒,那就是100萬瓦特,或1兆瓦。

所有超級激光器都以某種方式依靠短時間釋放大量能量,放大和彎曲光束,使得所有的能量在更短的時間內(nèi)到達其目標,科學文章報道。

根據(jù)“科學”雜志的報道, 到2023年,SEL可以攻擊3微米(百萬分之一米,或者一個大腸桿菌的寬度)的目標,并且具有100瓦的功率。

從長遠來看,高重復PW脈沖加速的電子可以削減粒子物理學家的夢想機器的成本:一個長達30公里的正負電子對撞機,將成為歐洲粒子物理研究所(CERN)的大型強子對撞機的繼任者,歐洲粒子瑞士日內(nèi)瓦附近的物理實驗室。倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的等離子物理學家斯圖爾特·芒格斯(Stuart Mangles)說,一臺基于100-PW激光器的設備至少可以比現(xiàn)在設想的100億美元的機器便宜10倍。

直線對撞機和快速火焰光學瞄準鏡都需要每秒數(shù)千甚至上百萬的鏡頭,遠遠超過當前的技術水平。Mourou和他的同事正在研究一種可能性,就是試圖將成千上萬個快速發(fā)射光纖放大器的輸出結(jié)合起來,而這些放大器不需要用閃光管來泵浦。另一種選擇是用二極管激光器代替閃光管,這種激光器價格昂貴,但在批量生產(chǎn)時可能會更便宜。

但是,李的集團在中國以及美國和俄羅斯的同行都在集中力量。IAP的激光物理學家Efim Khazanov說,假設政府同意這個成本約為120億盧布(約合2億美元),XCELS可能會在2026年左右開始運行。與此同時,OPAL將會在5000萬美元到1億美元之間相對討價還價,Zuegel說。

但是第一臺破解真空的激光器很可能是中國的SEL。去年7月,一個國際科學家委員會將激光器的概念設計描述為“毫不含糊和令人信服”,李希望今年年初獲得政府批準撥款約1億美元。李說,隨著世界上最強大的激光器打開,其他國家也不必感到遺憾,因為SEL將作為國際用戶設施運行。祖格爾說,他不喜歡“第二”,但承認中國的集團處于有利的地位。他說:“中國有很多錢?!岸宜泻芏喾浅B斆鞯娜耍匀辉谮s上很多技術,但它正在快速趕上?!?/span>

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