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  • 功率再翻倍!世界头号“大力神”激光器将升级

    作者:佚名 来源:University of Michigan 时间:2017-10-17 17:15 阅读:700 [投稿]
    美国密歇根大学的“大力神”(Hercules)激光装置,卫冕了“最高强度激光”的吉尼斯世界纪录。但在拿到了国家科学基金会的 200 万美元升级经费之后,其功率强度将很快迎来翻倍。

    美国密歇根大学的“大力神”(Hercules)激光装置,卫冕了“最高强度激光”的吉尼斯世界纪录。但在拿到了国家科学基金会的 200 万美元升级经费之后,其功率强度将很快迎来翻倍。当前这套装置的发射功率为 300 太(3×1014)瓦特,但只需更换部分落后的部件,其有望提升至 1000 太(1×1015)瓦特,从而推动天体物理学研究,以及制造出更加精准、快速、实惠的医用 X 射线。


    新闻配图(via:Joseph Xu,Michigan Engineering)

    自 2007 年激活以来,“大力神”就一直稳拿“高强度聚焦激光”的吉尼斯世界纪录,可产生每平方厘米强度 20 se xtillion(2×1019)瓦特的一束激光。

    然而这个头把交椅的争夺相当激烈,比如美国内布拉斯加大学林肯分校的“狄俄克勒斯”(Diocles)激光。虽然它的功率“只有”100 太(1×1014)瓦特,但脉冲速度是“大力神”的 100 倍。

    为了保持“大力神”的领先地位,就必须将功率升级至 500 太(5×1014)、甚至 1000 太(1×1015)瓦 —— 直接翻至 2~3 倍。

    这需要更换五台老化的激光泵(放大超短脉冲的组件)中的三台,因为它们是在 10 多年前定制的,如今已经被现成的商用激光泵给超越。

    密歇根大学团队称,更高功率的“大力神”激光,有助于将粒子加速器的尺寸缩小到“桌面”级别,而无需像欧洲核子研究委员会(CERN)那样大动干戈。

    此外,它还能够帮助世界各地的实验室探索天体物理的奥秘、很大程度上未经测试的量子电动力学领域、获悉光与物质之间相互作用等研究。

    更实用的例子是,由激光加速器产生的 X 射线,最终有望提升医用 X 射线图像。高能 X 射线不仅可强调骨骼这样的致密材料,也允许对身体软组织进行更精密的扫描。

    研究团队将它与核磁共振成像进行了比较,结果发现医用激光 X 射线可以更便宜、速度也更快。密歇根大学超快光科学中心负责人 Karl Krushelnick 表示:

    本次升级可支持大量广泛而不同的实验,催生了一些令人激动的应用、还开辟了等离子体物理学的前沿新体系,量子现象将开始发挥重要的作用。

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