米国で最も強力なレーザーがU-Mに建設される|The University Record

The United Statesは、ミシガン大学で建設される新しい3-petawattsystemであるZEUSでレーザー機能をアップグレードしています。 3つのペタワットは3に等しい1000万ワット、または3の後に15個のゼロが続きます。

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  • ジェラール-ムルー超高速光科学センター

国立科学財団からFund16百万の資金を提供し、施設は基礎研究と応用研究の両方を可能にします。 それはtheuniverseが亜原子レベルでどのように動作するかについての主要な理論をテストし、それは医学、材料科学、国家安全保障の進歩につながる可能性が

「このレーザーは米国で最高のピークパワーを持ち、次の10年間で世界で最も強力なレーザーシステムの1つになります」と、レーザーが建設されるGérard Mourou超高速光科学センター U-MのディレクターであるKarlKrushelnickは述べています。

米1996年に世界初のペタワットレーザーを構築しましたが、世界の他の場所で建設中のより野心的なシステムに追いついていませんでした。 これには、ヨーロッパの10ペタワットレーザーと中国の5.3ペタワットレーザーが含まれており、100ペタワットレーザーを構築する計画もあります。

Anatoly Maksimchuk、研究科学者、およびJohn Nees、電気工学およびコンピュータサイエンスの両方の准研究科学者は、NORTH CampusのCarl A.GerstackerビルでHERCULES300TWレーザーを実証しています。 5, 2017. ゼウスと呼ばれる新しい、より強力なレーザーは、U-Mの超高速光科学のためのジェラールMourouセンターで構築されます(写真:ジョセフXu、工学部)

3ペタワットレーザーで16万ドルでゲームに戻ることはお買い得です。 Thecostの節約はある強力なレーザーのcomponentsareが今商業的に作り出される、従って特注である必要はないという事実から部分的に来ます。 さらに、ゼウスはヘラクレスとして知られる既存の0.5ペタワットレーザーのアップグレードになる予定である。

ゼウスは”ユーザー施設”として知られており、全国の科学者や技術者に極端なレーザー強度へのアクセスを提供しています。NSFプラズマ物理プログラムを指揮するSlava Lukin氏は、次のように述べています。

「TheNSFが支援するZEUSユーザー施設は、最近National Academiesによって推奨されているように、高強度レーザー科学の世界的リーダーとして米国を再確立するでしょう」と述べています。”それ以上に、それは大学の研究室の設定で宇宙の最もエネルギッシュな光と粒子加速現象のいくつかを作成することによって、宇宙の私たちの理解を進めるのに役立ちます。”

計画されている署名実験の一つは、反対の方向に行く高エネルギー電子ビームでレーザーを撃つでしょう。 このようにして、研究者ははるかに強力なゼッタワットレーザーを作ることができるようになります。それは1クインティリオン—ワット、または1分の21のゼロです。

この能力により、U-Mチームは、宇宙が亜原子レベルでどのように動作するかの支配的な説明である量子電気力学を調べる可能性に最も興奮しています。

“量子電気力学は非常に成功した理論であり、毎回正確であり、実験室で測定されています。 私たちは、理論的予測にはるかに不確実性があるより極端な領域を探求したいと考えています”とKrushelnick、原子力工学andradiological sciences、電気工学とコンピュータサイエンス、andphysicsの教授は述べています。

まず、量子電気力学は、ゼウスで生成された高強度が真空にどのように影響するかを予測します。 単純な無ではなく、真空は非常に高い電界が一つの場所に集中しているときに奇妙なことをします。

レーザーからのパルス、電子ビームからの散乱は、物質と反物質—電子と陽電子のペア—を作るのに十分な強さでなければなりません。 これは”真空を沸騰させる”と呼ばれています。”

Quantumelectrodynamicsはまた、レーザーからの電界が非常に強くなり、真空が光のレンズのように振る舞うようになると予測しています。

これらの非常に基本的な質問に加えて、ゼウスは、次のような医学、防衛、材料科学、天体物理学で使用するための方法と技術の開発に役立つ可能性があ:

  • 陽子線や放射性同位体を生成するために必要な加速器を縮小することにより、高度な癌治療を患者により広く利用できるようにする。
  • 輸送容器内の核兵器材料の検出を改善する。
  • 非常に速いタイムスケールで材料がどのように変化するかを探る。
  • 彼らが放出すると考えられている高エネルギーの電子-陽電子ジェットを探索することにより、ブラックホールに新しい洞察を提供します。

ゼウスのための資金調達は、NSFの中規模の研究インフラプログラムの一部です。

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