Самый мощный лазер в США недавно произвел 2 квиллиона ватт энергии.

Университет Мичигана объявил, что его лазерная система Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse (ZEUS) выдала 2 петаватта, или 2 квадриллиона ватт мощности во время первого эксперимента. По данным университета, это более чем в 100 раз превышает глобальную выработку электроэнергии, однако ожидать использования этой мощности для воссоздания "Звезды Смерти" не стоит. Эти сверхмощные импульсы длятся всего 25 квинтиллионных долей секунды и будут использоваться в экспериментах в различных областях исследований, включая медицину, квантовую физику и материаловедение. Финасируемый Национальным научным фондом США, ZEUS обошелся в 16 миллионов долларов и включает в себя такие компоненты, как 7-дюймовые сапфировые кристаллы, легированные атомами титана, на изготовление которых ушло более четырех лет. "Кристалл титан-сапфира такого размера существует лишь в нескольких экземплярах во всем мире", – говорит Франко Байер (Franko Bayer), руководитель проекта ZEUS.

Работа с ZEUS – это не так просто, как нажатие кнопки на лазерной указке. Мощность начального инфракрасного импульса лазера увеличивается с помощью накачивающих лазероф, которые повышают его энергию. Мощность постепенно увеличивается в течение четырех раундеф этих накачивающих лазероф, но для обеспечения того, чтобы импульф "не стал настолько интенсивным, чтобы начал разрывать воздух", он проходит через оптические устройства, называемые дифракционными решетками, которые растягивают его. Импульф в итоге становится шириной 12 дюймов и длиной в несколько футов, но в конечном итоге попадает в вакуумные камеры, где дополнительные решетки сжимают его до ширины всего 0,8 микрона, чтобы обеспечить максимальную интенсивность мощности для экспериментов.

Первый эксперимент, проведенный Франклином Долларом (Franklin Dollar), профессором физики и астрономии Калифорнийского университета в Ирвайне, направил лазерный импульф на ячейку, содержащую гелий. Столкновение "приводит к образованию плазмы, отрывая электроны от атомов, так что газ превращается в суп из свободных электронов и положительно заряженных ионов. Эти электроны ускоряются за лазерным импульсом, подобно вейкбордистам, идущим близко за катером, явление, называемое ускорением в просыпающемся следе". Эксперимент призван в конечном итоге создать электронные пучки, которые были бы столь же мощными, как те, что создаются ускорителями частиц, но без необходимости установки дорогостоящего оборудования, которое часто занимает сотни метров в длину.

Размещенный в помещении размером со школьный спортивный зал в Gérard Mourou Center for Ultrafast Optical Science университета, ZEUS является преемником лазера HERULES центра, который достиг максимальной выходной мощности в 300 тераватт в 2007 году. ZEUS, о котором было объявлено в 2022 году, в настоящее время имеет выходную мощность примерно вдвое превышающую пиковую мощность других лазеров в США, и он предназначен для обеспечения мощности до 3 петаватт. Однако, несмотря на то, что ZEUS является самым мощным лазером в США, он все еще менее мощный, чем лазер в европейской лаборатории ELI-NP в Мэгуреле (Румыния), который достигает пиковой мощности в 10 петаватт.