密西根大学推出美国当前最强大、最尖端激光设施“宙斯(ZEUS)”,近日开足马力进行第一次正式实验,于2,500京分之一秒内产生2PW功率脉冲,相当全球电力输出100倍。

宙斯(ZEUS)设施前身为HERCULES设备,耗资1,600万美元建造,近日不只创下最高功率输出记录,还几乎是HERCULES设备过去产生峰值功率2倍之高。

ZEUS类似SLAC国家加速器实验室的LCLS-II设施,后者目前是世上最强大X射线直线加速器,LCLS脉冲的单光子能量比ZEUS光子强约20,000倍,但ZEUS激光峰值功率比LCLS的峰值功率高2,000倍。

近日ZEUS产生功率高达2 PW的脉冲,虽然仅持续2,500京分之一秒,但这瞬间巨大能量潜藏深远科学潜力,有助推进材料、医学成像、天体物理、量子物理、电浆科学领域研究。

ZEUS技术基于长路径氦气气体槽,当激光撞击气体会产生电浆、自由电子与离子混合物,接着再利用尾随场加速(wakefield acceleration)方法促进电子高速运动。今年晚些时候ZEUS准备执行“标志实验”,加速电子与朝相反方向行进的激光脉冲正面碰撞,预计最大功率输出可达3 PW。

(首图来源:密西根大学)