上海的一個研究團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)技術(shù)突破,使他們能夠建造地球上最強(qiáng)大的激光器。
周二,參與該項(xiàng)目的一位科學(xué)家說,這一飛躍意味著他們可以在大約兩年內(nèi)發(fā)射100千兆瓦的能量。這一脈沖的功率將是世界上所有電網(wǎng)功率總和的一萬倍。在令人難以置信的短暫而強(qiáng)烈的閃光中,人類將首次目睹物質(zhì)從虛無中誕生。
1. 新技術(shù)將撕裂時空,驗(yàn)證愛因斯坦理論
上海光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)激光(SEL)項(xiàng)目成員劉軍表示,增加激光束的功率并不容易。一個非常高的能量輸入可能損壞光學(xué)元件,如晶體,透鏡和鏡子。
為了避免燃燒問題,科學(xué)家們將輸入光束衍射成一個寬光譜的顏色,并向每個彩色光束中注入硬件所能承受的相對較小的能量。然后他們會把它們壓縮成一束光,現(xiàn)在它的能量被顯著放大了。幾十年來,這種壓縮一直是全世界科學(xué)家的一個障礙。
劉說,這一突破推動了正在上海建設(shè)的SEL設(shè)施。這個耗資1億美元的項(xiàng)目原本計(jì)劃使用四束獨(dú)立的激光束來達(dá)到目標(biāo)功率輸出。但有了新技術(shù),一束光就足夠了。
劉表示,這將減少一些大型關(guān)鍵組件的數(shù)量,例如衍射光柵,并降低項(xiàng)目成本?!肮馐缴?,設(shè)備就越簡單。設(shè)備越簡單,就越容易構(gòu)建和運(yùn)行。激光脈沖的質(zhì)量和穩(wěn)定性也將提高?!痹S多物理學(xué)家認(rèn)為,當(dāng) 2023 年建成時,SEL 設(shè)施可以打開通往物理發(fā)現(xiàn)新世界的門戶。
盡管激光束最終會以極短的脈沖被點(diǎn)燃,不會有地球上停電的風(fēng)險(xiǎn),但專家們相信,它會在短時間內(nèi)撕裂時空,讓科學(xué)家們看到目前只存在于理論中的新物理現(xiàn)象。
例如,愛因斯坦著名的方程E=mc2解釋了少量的物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為巨大的能量,原子彈證明了這一點(diǎn),但沒有人證明它是如何(或是否)反過來運(yùn)作的。
2. 領(lǐng)先全球,競爭對手也希望中國能成功
但該設(shè)備的使用將不僅限于滿足物理學(xué)家的好奇心,它可以幫助廣泛領(lǐng)域的研究,從新材料和藥物到核聚變能源。中國科學(xué)院物理研究所的一位激光科學(xué)家表示,上海的新激光設(shè)備將加強(qiáng)中國在高功率激光競賽中的領(lǐng)先地位。
俄羅斯、歐洲和美國的一些研究團(tuán)隊(duì)也提出了類似的項(xiàng)目,但都沒有從他們的政府獲得足夠的資金,這位沒有參與該項(xiàng)目的物理學(xué)家表示:“中國幾乎肯定會贏?!?/strong>
目前使用幾束激光的記錄是10千萬億瓦,產(chǎn)生10倍于此的激光束是一個雄心勃勃的目標(biāo),這位未透露姓名的物理學(xué)家說?!吧虾F(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)與眾不同,因此,未來還會有更多的挑戰(zhàn)。不過,在中國建造的類似大型研究基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目在按期完成方面有著良好的記錄?!彼硎荆骸?strong>世界上許多物理學(xué)家都在跟蹤上海項(xiàng)目,就連競爭對手也希望自己能成功?!?/strong>
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