アメリカで最も強力なレーザーが最初の2テタワンショットを発射しました

ゼウスレーザーパルスに電力を移すのに役立つチタンサッパクリスタルを介した眺め。 2つのペタワットで、ゼウスは現在、米国のクレジットで最も強力なレーザーです。MarcinSzczepanski/Michigan Engineeringミシガン大学のNSFが資金提供したゼウス施設の2つのペタワットに到達し、医学、国家安全保障、材料科学、およびその他の分野に潜在的な利益をもたらします。ミシガン大学のゼウスレーザー施設は、2ペタワット（2四分の1ワット）で最初の公式実験に到達し、現在米国で動作している他のレーザーのピーク電力をほぼ2倍にしました。世界中で100回以上生産された総電力を超えて、この非常に大きな爆発は非常に短いレーザーパルス範囲でのみ存在し、1秒から25五分位にしか存在しません。「このマイルストーンは、アメリカのフィールドサイエンスのために探求されていない地域に移動した実験の始まりを示しています」と、ゼウスに対応する超高速光学科学センターのディレクターであるカール・クルシェルニックは述べています。科学と社会全体のアプリケーションゼウスの研究では、科学的血漿と量子物理学に加えて、医学、国家安全保障、物質科学、天体物理学の分野で応用があります。米国国立科学財団の支援を受けて、ゼウスはユーザー施設です。つまり、全国および国際的な研究チームは、独立した選択プロセスを経る実験的提案を提出できることを意味します。「ゼウスの素晴らしいことの1つは、1つの大きなレーザーハンマーだけではなく、光をいくつかのブロックに分けることができます」と、カリフォルニア大学アーバイン大学の物理学と天文学の教授であるフランクリン・ダラーは言いました。 「このような国家リソースを持つことは、実験的概念が科学的優先事項を促進する最も有望であるユーザーに時間を与え、実際に高強度レーザー科学科学を米国に戻します」粒子加速器レベルの梁を生成しますゼウス施設と協力するドルチームは、数百メートル伸びる粒子加速器で生成されたエネルギーに匹敵するエネルギーで電子ビームを生産することを目指しています。これらのビームは、ゼウスで以前に達成されたよりも5〜10倍エネルギーを運びます。「私たちは、2つの別々のレーザービームを使用してより高い電子エネルギーを達成することを目指しています。1つはガイドチャネルを形成し、もう1つは電子を介して電子を加速するためです」と、電気およびコンピューター工学の分野の研究科学者であるAnatoly Maksimchuk氏は述べ、実験領域の開発を主導しました。ジョンニーズ（左）とレーザーポールキャンベルエンジニア（右）は、最初のペタワットユーザーの2回の試行が行われるターゲットエリア1で働いています。ゼウスは現在、米国の最も強力なレーザーですクレジット：Marcin Szczepanski/Michigan Engineeringこの取り組みの一部には、設計されたターゲットが含まれます。チームは、レーザーパルスが向けられるヘリウムを含むガス細胞を拡張します。パルスが通過すると、彼は原子から電子を剥ぎ取り、遊離電子と正に帯電したイオンの混合物であるプラズマを作ります。その後、放出された電子は、ウェイクフィールド加速度として知られるプロセスで、スピード違反ボートの後ろに波に乗るサーファーなど、レーザーパルスの後に引っ張られます。光はプラズマを介して動くため、電子はレーザーパルスを追求できます。より長く密度の高いターゲットを使用すると、パルスを追い越す前に余分な時間を費やすことができ、はるかに高速に達することができます。Zettawattスケールの実験に向けてゼウスがテンガラ実験の段階を確立する能力の実証は、今年後半に終了すると予想されます。これは、加速電子がカウンターレーザー伝播パルスと衝突すると予想されます。電子の観点から見ると、3ペタワットレーザーパルスはゼタワットスケールで強化されているように見えます。この現象は、ゼウスに「Zettawatt同等の超衝撃レーザーパルスシステム」というフルネームを与えました。「NSFゼウス施設で実施されている基礎研究には、軟部組織のためのより良いイメージング方法や、がんやその他の疾患の治療に使用される進歩技術など、多くの可能な用途があります」と、Zeusプロジェクトを監督するNSF物理学部のプログラムディレクターであるVyacheslav Lukin氏は述べています。 「ゼウスのユニークな能力を使用する科学者は、人間の知識の限界を新しい方法で拡大し、アメリカの革新と経済成長のための新しい機会を提供します。」ジョン・ニース、左、レーザーエンジニアのリチャード・ヴァン・キャンプ、右、レーザーパルス増幅が発生するキャビネットの光学アラインメントを確認します。 2つのペタワットで、ゼウスは現在、米国のクレジットで最も強力なレーザーです。MarcinSzczepanski/Michigan Engineeringゼウス施設は、学校のゲームと同様のスペースと一致します。部屋の片隅で、レーザーは初期の赤外線パルスを生成します。回折格子と呼ばれる光学装置は、ポンプレーザーがパルスをパルスに投げるとき、それがそれほど激しくならないように、それが別々の空気を引き裂くようになります。最大のパルスは12インチといくつかの長い脚です。4つのレーザーポンプがエネルギーを追加した後、パルスは真空に入ります。別の格子セットは、プリンター用紙よりも10倍薄い8ミクロンのアラウンドである12インチのディスクにレベリングします。 12インチの交差点であっても、その強度は空気をプラズマに変換できますが、幅は0.8ミクロンまで焦点を合わせて、実験に最大の強度を提供しました。https://www.youtube.com/watch?v=3syblssqbzeゼウスレーザーシステムからのアニメーション化。クレジット：ミシガン大学「中型の施設として、粒子加速器や国立点火施設などの大規模な施設よりも機敏な施設を運営することができます」と、レーザーゼウス建設を率いた電気およびコンピューター工学の分野のUM研究科学者ジョン・ニースは述べています。 「この開放性は、より広い科学者コミュニティからの新しいアイデアを引き付けます。」フルパワーの構築における課題2ペタワットへの道はゆっくりと慎重です。システムを組み立てるのに必要な部分のみを取得することは、予想よりも難しいです。最大の課題は、チタン原子を注入したサファイアクリスタルです。直径約7インチ、これはシステムの最終システムの重要なコンポーネントであり、レーザーパルスをフルパワーにします。レーザーエンジニアのグレッグ・シンダは、ゼウスの研究室制御室の写真用紙に燃えているレーザーを持っています。このテストでは、コンプレッサーに入るときに拡張されるレーザーパルスに損傷を与える可能性があるホットスポットが明らかになります。ラインは、ゼウスが3ペタワットの全力に到達する前に交換する必要がある最終的な補強クリスタルの欠陥から来ています。 2つのペタワットで、ゼウスは現在、米国のクレジットで最も強力なレーザーです。MarcinSzczepanski/Michigan Engineering「夏に得られるクリスタルは、私たちに3ペタワットになり、生産には4年半かかります」とゼウスのプロジェクトマネージャーであるフランク・バイエルは言いました。 「私たちが持っているチタンサファイアクリスタルのサイズは、世界にはほんの数人しかいません。」一方、以前はレーザーヘラクレスから維持された300のパワーからゼウスの1ペタワットのみにジャンプすると、グリッドの闇の暗闇が生じました。第一に、彼らは原因を決定する必要があります：それらは永久に損傷しているのか、それとも不完全な真空スペースに浮かぶ分子分子を引き裂く強力な梁からの炭素堆積物によってのみ横領しているのか？炭素堆積物であることが判明した場合、NEEとレーザーチームは、クリーニングの間に安全に実行できるレーザーショットの数を調べる必要があります。グリッドが暗すぎると、道路に沿って光学をさらに損傷する方法でレーザーパルスを歪めます。最後に、ゼウスチームは、2023年10月のオープニング以来、ユーザー実験を実行して合計15か月を費やしてきました。これは、レーザー1ペタワットでできる多くの知識がまだあるからです。これまでのところ、彼は11の別々の実験を、国際研究者を含む22の機関から合計58の実験で歓迎してきました。翌年、ユーザーの実験の間に、ゼウスチームはシステムを最大限に引き上げ続けます。米国国立科学財団の支援ブレークスルーを見逃さないでください：ScitechDaily Bulletinに参加してください。 #アメリカで最も強力なレーザーが最初の2テタワンショットを発射しました