Den mest kraftfulla lasern i USA som ska byggas vid UM / Universitetsrekordet

Förenta Staterna uppgraderar sina laserfunktioner med ZEUS, ett nytt 3-petawattsystem som ska byggas vid University of Michigan. Tre petawatt är lika med 3quadrillion watt, eller en 3 följt av 15 nollor.

mer INFORMATION
  • g Askorrard Mourou Centrum för ultrasnabb optisk vetenskap

med 16 miljoner dollar från National Science Foundation kommer anläggningen att möjliggöra både grundläggande och tillämpad forskning. Det kommer att testa en ledande teori om hur universum fungerar på en subatomär nivå, och det kan leda till framsteg inom medicin, materialvetenskap och nationell säkerhet.

”Thislaser kommer att ha den högsta toppeffekten i USA och kommer att vara bland världens mest kraftfulla lasersystem för det kommande decenniet”, säger KarlKrushelnick, chef för G Askorrard Mourou Center for Ultrafast Optical Sciencevid U-M, där lasern kommer att byggas.

USA.byggde världens första petawatt-laser 1996, men har inte hållit jämna steg med merambitiösa system under uppbyggnad någon annanstans i världen. Detta inkluderar två10-petawatt-lasrar i Europa och en 5,3-petawatt-laser i Kina, som också planerar att bygga en 100-petawatt-laser.

Anatoly Maksimchuk, forskare och John Nees, associerad forskare, både inom elektroteknik och datavetenskap, demonstrerar HERCULES 300 TW-lasern i Carl A. Gerstacker-byggnaden på North Campus den September. 5, 2017. En ny, kraftfullare laser som heter ZEUS kommer att byggas vid g Askorrard Mourou Center for Ultrafast Optical Science vid U-M. (foto av Joseph Xu, College of Engineering)

Gettingback in i spelet med en 3-petawatt laser för $16 miljoner är ett fynd. Dekostnadsbesparingar kommer delvis från det faktum att vissa högeffektiva laserkomponenterproduceras nu kommersiellt, så de behöver inte vara specialbyggda. Dessutom kommer ZEUS att bli en uppgradering av en befintlig 0,5-petawatt laser, känd förgrovt två decennier som HERCULES.

ZEUS willbe vad som är känt som en ”användaranläggning”, som ger tillgång till extremelaserintensiteter för forskare och ingenjörer över hela landet.

”THENSF-stödd ZEUS-användaranläggning kommer att återupprätta USA som en världsledare inom högintensiv laservetenskap, som nyligen rekommenderats av NationalAcademies”, säger Slava Lukin, som leder NSF-plasmafysikprogrammet.”Mer än det kommer det att bidra till att fördjupa vår förståelse av kosmos genom att skapa några av universums mest energiska ljus-och partikelaccelerationsfenomen i en universitetslaboratorium.”

ett av de planerade signaturexperimenten kommer att skjuta lasern vid en högenergielektronstråle som går motsatt väg. På så sätt kommer forskare att kunnaimic en mycket kraftfullare zettawatt — laser-det är 1 quintillion watt, eller en 1följd av 21 nollor.

med dettaförmåga är U-m-teamet mest upphetsat över möjligheten att sonderakvantumelektrodynamik, den regerande förklaringen av hur universum fungerar på subatomär nivå.

”Quantumelektrodynamik är en mycket framgångsrik teori, som har varit korrekt varje gångDet har uppmätts i laboratoriet. Vi hoppas kunna utforska de mer extremeregimes, där det finns mycket mer osäkerhet i de teoretiska förutsägelserna”, säger Krushelnick, professor i kärnteknik ochradiologiska vetenskaper, elektroteknik och datavetenskap ochfysik.

forinstance förutspår kvantelektrodynamik hur de höga intensiteterna som genererats med ZEUS kan påverka vakuumet — i huvudsak det underliggande tyget i rymdtid. I stället för att vara enkel ingenting, gör vakuumet konstiga sakernär ett mycket högt elektriskt fält är koncentrerat på en plats.

Depulser från lasern, spridning från elektronstrålen, bör vara stark nog att göra Materia och antimateria — par av elektroner och positroner — plötsligtvisas från ingenting. Detta har kallats ” kokande vakuumet.”

Quantumelektrodynamik förutspår också att det elektriska fältet från lasern kundebli så stark att det gör att vakuumet beter sig som en lins för ljus.

förutom dessa mycket grundläggande frågor kan ZEUS hjälpa till att utveckla metoder och tekniker för användning inom medicin,försvar, materialvetenskap och astrofysik, såsom:

  • att göra avancerade cancerterapier mer allmänt tillgängliga för patienter genom att krympa acceleratorerna som behövs för att generera protonstrålar och radioaktiva isotoper.
  • Förbättrad upptäckt av kärnvapenmaterial i fraktbehållare.
  • utforska hur material förändras på mycket snabba tidsskalor.
  • ger nya insikter i svarta hål genom att utforska de höga energielektronpositronstrålarna som de tros avge.

finansieringen för ZEUS är en del av NSF: s Mellanskaliga Forskningsinfrastrukturprogram.

taggar:

  • Centrum för ultrasnabb optisk vetenskap
  • lasrar
  • National Science Foundation

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.