Мощный лазер - «самый яркий свет во вселенной»

  1. Реклама
  2. Короткий пульс
  3. «Яркий свет»
  4. Антиматерия плазма
Texas Petawatt Laser излучает самые мощные в мире импульсы инфракрасного излучения. Он также может быть использован с зеленым лазером для экспериментов с более низким энергопотреблением, как показано здесь

Физики включили самый мощный в мире лазер, импульсы которого более интенсивны, чем у любого известного источника света во вселенной. Невероятные температуры и давления, которые он создает при попадании в цель, позволят ученым исследовать условия, обнаруженные во взрывающихся звездах и ядрах планет-гигантов.

Texas Petawatt Laser находится в Техасском университете в Остине, США. Он может излучать инфракрасные лазерные импульсы, каждый из которых имеет мощность более 1 петаватта. Петаватт составляет 1 миллион миллиардов ватт, что намного больше, чем мощность всех мировых электростанций, вместе взятых, которая измеряется в простых тераваттах (1 тераватт - триллион ватт).

Техасский петаваттный лазер впервые сгенерировал импульс мощностью более 1 петаватта 31 марта. В 1990-х годах Петаваттный лазер в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии, США, являющейся частью ныне не существующей лазерной установки под названием Nova, был достигнут импульс более 1 петаватта, но он больше не работает.

Реклама

Операторы Texas Petawatt Laser постепенно наращивают мощность лазера. Директор устройства Тодд Дитмир из Техасского университета в Остине говорит, что рассчитывает разбить лазер Ливермора запись в течение нескольких недель и в конечном итоге производить импульсы 1,4 петаватт.

Короткий пульс

Энергия, содержащаяся в каждом лазерном импульсе, составляет всего около 200 Дж, примерно столько же, сколько потребляет лампочка за несколько секунд. Но это скромное количество энергии упаковывается в очень короткий импульс, длина которого составляет одну десятую триллионной доли секунды, что делает его значительно более мощным, чем любая лампочка.

Потрясающая сила лазера может быть сфокусирована на пятне шириной в одну десятую ширины человеческого волоса, создавая интенсивность света выше, чем все, что происходило во Вселенной со времен Большого взрыва.

Наиболее интенсивные естественные источники света, известные в настоящее время в космосе, гамма-всплески , которые происходят, когда некоторые массивные звезды коллапсируют, образуя черные дыры или нейтронные звезды, вызывая при этом мощные взрывы.

«Яркий свет»

«Мои друзья-астрофизики говорят мне, что около гамма-всплеска они предположили, что интенсивность [света], вероятно, достигает 1020 Вт на квадратный сантиметр во время взрыва», - сказал Дитмир New Scientist . Он говорит, что свет от лазера Texas Petawatt может достигать примерно в 100 раз больше этого уровня. «В самое короткое время, на очень маленьком объеме, у нас будет самый яркий свет во вселенной».

Ученые могут создавать экстремальные условия, стреляя лазером по газовой струе в вакуумной камере, эксперименты, которые помогут им понять некоторые из самых экзотических сред во вселенной.

Когда лазер попадает в газовое облако, он запускает ударную волну, подобную тем, которые наблюдаются, когда звезды умирают взрывы сверхновых , Ударные волны сверхновых могут подталкивать близлежащие газовые облака, вызывая их коллапс и образование звезд.

Такие эксперименты также могут помочь ученым исследовать интерьеры газовых планет-гигантов как Юпитер, а также внутренности объектов, называемых коричневыми карликами, которые являются газообразными сферами, более массивными, чем планеты, но недостаточно тяжелыми, чтобы выдержать ядерный синтез, который делают звезды.

Антиматерия плазма

Лазерный импульс, направленный на кусок материала, такого как алюминий, на короткое время нагревает его до миллионов градусов по Цельсию и повышает его давление примерно в 1 миллиард раз по сравнению с уровнем моря на Земле, аналогично экстремальным условиям внутри газовых гигантов и коричневых карликов.

Эксперименты могут помочь ученым понять, как легко эта экзотическая материя проводит электричество, которое может пролить свет на магнитные поля, создаваемые объектами.

Эксперименты также могут помочь ученым лучше понять гамма-всплески. Некоторые ученые говорят, что чрезвычайно высокие температуры, присутствующие в гамма-всплесках, должны привести к образованию антивещество , явление, которое может быть воспроизведено техасским лазером Петаватта.

«Предполагается, что на самом деле мы можем создать небольшое количество вещества-антивещества в лаборатории с помощью петаваттного лазера», - говорит Дитмир.