Có thể khó để biết từ bên ngoài, nhưng ở một góc của trường Đại học Michigan, một con quái vật công nghệ vừa đạt được một cột mốc quan trọng. Tia laser ZEUS (viết tắt của "Hệ thống xung laser siêu ngắn tương đương Zettawatt") đã bắn phát đầu tiên với công suất 2 petawatt, tương đương hai triệu tỷ watt. Để so sánh, điều này giống như toàn bộ điện năng được tạo ra trên Trái Đất được tập trung vào một tia sét kéo dài... 25 phần nghìn tỷ giây. Đúng vậy, nó ngắn ngủi như vậy đấy.
Một trong những người đầu tiên sử dụng nó: Franklin Dollar, đến từ Đại học California tại Irvine. Ông và nhóm của mình muốn tạo ra các chùm electron mạnh như chùm tia được tạo ra bởi các máy gia tốc hạt khổng lồ, nhưng nhỏ gọn hơn nhiều. ZEUS có thể tạo ra lượng năng lượng gấp 5 đến 10 lần so với mức năng lượng mà nó đã tạo ra. Tất cả là nhờ một phương pháp gọi là "gia tốc wakefield", trong đó các electron "lướt" trên một làn sóng plasma, như thể chúng đang được kéo bởi một chiếc tàu cao tốc.
Trái tim của sức mạnh này là một chùm tia hồng ngoại đi qua một loạt các thấu kính và buồng chân không, cho đến khi nó bị nén đến độ rộng nhỏ hơn một micron. Tất cả những điều này nhằm mục đích tập trung tối đa năng lượng vào một khu vực rất nhỏ. Và trong tương lai, ZEUS sẽ còn mạnh mẽ hơn nữa: một tinh thể sapphire (pha titan và được sản xuất trong hơn bốn năm) sẽ sớm được lắp đặt để tăng công suất tia laser lên 3 petawatt. Thành phần này có đường kính gần 18 cm và chỉ có một số ít thành phần như vậy trên thế giới.
Kể từ khi chính thức ra mắt vào tháng 10 năm 2023, ZEUS đã tổ chức 11 thí nghiệm, với sự tham gia của 58 nhà nghiên cứu từ 22 tổ chức. Và nó vẫn còn đầy năng lượng. Cuối cùng, tia laser sẽ được sử dụng để khám phá vật lý cực hạn, nhưng cũng để phát triển các kỹ thuật hình ảnh y tế mới hoặc để hiểu rõ hơn về vật liệu. Nói cách khác, đây là một con dao quân đội Thụy Sĩ thực sự dành cho các nhà khoa học tò mò.
Một tia sáng mạnh mẽ hơn bất cứ thứ gì khác
Nhưng điều quan trọng ở đây không phải là thời lượng, mà là cường độ. "Lần phóng này mở ra cánh cửa cho vô số các thí nghiệm chưa từng được thực hiện trước đây tại Hoa Kỳ", Karl Krushelnick, người đứng đầu trung tâm nơi ZEUS được lắp đặt, giải thích. Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới có thể tiếp cận tia laser khổng lồ này: họ có thể gửi ý tưởng thử nghiệm của mình và nếu chúng được coi là khả thi, họ sẽ đến thử nghiệm tại chỗ.Một trong những người đầu tiên sử dụng nó: Franklin Dollar, đến từ Đại học California tại Irvine. Ông và nhóm của mình muốn tạo ra các chùm electron mạnh như chùm tia được tạo ra bởi các máy gia tốc hạt khổng lồ, nhưng nhỏ gọn hơn nhiều. ZEUS có thể tạo ra lượng năng lượng gấp 5 đến 10 lần so với mức năng lượng mà nó đã tạo ra. Tất cả là nhờ một phương pháp gọi là "gia tốc wakefield", trong đó các electron "lướt" trên một làn sóng plasma, như thể chúng đang được kéo bởi một chiếc tàu cao tốc.
Trái tim của sức mạnh này là một chùm tia hồng ngoại đi qua một loạt các thấu kính và buồng chân không, cho đến khi nó bị nén đến độ rộng nhỏ hơn một micron. Tất cả những điều này nhằm mục đích tập trung tối đa năng lượng vào một khu vực rất nhỏ. Và trong tương lai, ZEUS sẽ còn mạnh mẽ hơn nữa: một tinh thể sapphire (pha titan và được sản xuất trong hơn bốn năm) sẽ sớm được lắp đặt để tăng công suất tia laser lên 3 petawatt. Thành phần này có đường kính gần 18 cm và chỉ có một số ít thành phần như vậy trên thế giới.
Kể từ khi chính thức ra mắt vào tháng 10 năm 2023, ZEUS đã tổ chức 11 thí nghiệm, với sự tham gia của 58 nhà nghiên cứu từ 22 tổ chức. Và nó vẫn còn đầy năng lượng. Cuối cùng, tia laser sẽ được sử dụng để khám phá vật lý cực hạn, nhưng cũng để phát triển các kỹ thuật hình ảnh y tế mới hoặc để hiểu rõ hơn về vật liệu. Nói cách khác, đây là một con dao quân đội Thụy Sĩ thực sự dành cho các nhà khoa học tò mò.
