Trung tâm laser ZEUS tại Đại học Michigan cho biết đã chính thức đạt mốc 2 petawatt (2 triệu tỷ watt) trong thí nghiệm đầu tiên, gấp đôi công suất của bất kỳ laser nào khác tại Mỹ.
 |
| Nhìn qua tinh thể titan-sapphire - bộ phận then chốt giúp tăng sức mạnh cho tia laser ZEUS. Với hai petawatt, ZEUS trở thành laser mạnh nhất nước Mỹ. Ảnh: Đại học Michigan |
Mặc dù có sức mạnh gấp 100 lần tổng lượng điện của toàn thế giới, laser ZEUS chỉ bắn tia trong khoảnh khắc cực ngắn - chưa đến 25 phần triệu tỷ giây. Ông Karl Krushelnick, giám đốc Trung tâm Khoa học Quang học Siêu nhanh Gérard Mourou, cho biết đây là dấu mốc mở đầu cho những thí nghiệm khám phá "vùng đất hoàn toàn mới" trong lĩnh vực khoa học trường cao tần của nước Mỹ.
ZEUS sẽ phục vụ nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực quan trọng. Y học hưởng lợi từ phương pháp chụp ảnh mô mềm cải tiến và công nghệ điều trị ung thư tiên tiến. An ninh quốc gia, khoa học vật liệu và vật lý thiên văn cũng sẽ có những ứng dụng mới từ công nghệ này.
GS. Franklin Dollar, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học California Irvine, người dẫn đầu thí nghiệm đầu tiên với công suất 2 petawatt, nhấn mạnh: "ZEUS có thể chia ánh sáng thành nhiều chùm khác nhau, tạo ra một nguồn tài nguyên quốc gia thực sự".
 |
| John Nees (trái) và kỹ sư laser Richard Van Camp (phải) hiệu chỉnh các thiết bị quang học bên trong tủ khuếch đại xung laser. Với hai petawatt, ZEUS hiện là laser mạnh nhất nước Mỹ. Ảnh: Đại học Michigan |
Nhóm nghiên cứu của GS. Franklin Dollar cùng nhóm ZEUS đang hướng tới sản xuất chùm electron có năng lượng tương đương với máy gia tốc hạt dài hàng trăm mét. Mức năng lượng này cao gấp 5-10 lần so với chùm electron từng được tạo ra tại ZEUS trước đây.
Anatoly Maksimchuk, nhà khoa học nghiên cứu tại khoa kỹ thuật điện và máy tính Đại học Michigan, giải thích: "Chúng tôi sử dụng hai chùm laser riêng biệt, một tạo kênh dẫn hướng và một khác tăng tốc electron qua kênh đó."
Phương pháp này dựa trên hiện tượng tăng tốc trường sóng, tương tự như người lướt sóng bám sát sau xuồng máy. Khi xung laser đâm vào khí helium, nó tạo ra plasma và các electron được tăng tốc phía sau xung laser.
 |
| Kỹ sư laser Gregg Sucha cầm tờ giấy ảnh có vết cháy laser trong phòng điều khiển phòng thí nghiệm ZEUS. Ảnh: Đại học Michigan |
Quá trình đạt tới 2 petawatt gặp nhiều khó khăn. Thành phần quan trọng nhất là tinh thể sapphire có pha titanium, đường kính gần 18 cm. Ông Franko Bayer, quản lý dự án ZEUS, cho biết: "Tinh thể mà chúng tôi sẽ nhận trong mùa hè giúp đạt 3 petawatt. Việc sản xuất mất 4,5 năm và chỉ có vài tinh thể như vậy trên thế giới".
Trước đó, nhóm nghiên cứu phải giải quyết vấn đề các grating bị tối màu khi nâng công suất từ 300 terawatt lên 1 petawatt. Sau khi xác định nguyên nhân là các cặn carbon từ chùm laser mạnh, họ phải tính toán số lần bắn laser an toàn giữa các lần vệ sinh.
 |
| John Nees (trái) và kỹ sư laser Paul Campbell (phải) làm việc tại Khu vực Thí nghiệm. Ảnh: Đại học Michigan |
Thí nghiệm đặc trưng dự kiến cuối năm nay sẽ cho các electron được tăng tốc va chạm với xung laser chiều ngược lại. Trong khung tham chiếu chuyển động của electron, xung laser 3 petawatt sẽ có sức mạnh tương đương zettawatt - gấp triệu lần.
Vyacheslav Lukin, giám đốc chương trình tại Bộ phận Vật lý NSF, nhận định: "Nghiên cứu cơ bản tại cơ sở ZEUS có nhiều ứng dụng tiềm năng, bao gồm phương pháp chụp ảnh mô mềm tốt hơn và thúc đẩy công nghệ điều trị ung thư cùng các bệnh khác."
Kể từ khi khai trương tháng 10/2023, ZEUS đã đón 11 thí nghiệm riêng biệt với tổng cộng 58 nhà nghiên cứu từ 22 tổ chức, bao gồm các nhà khoa học quốc tế. Trong năm tới, nhóm ZEUS sẽ tiếp tục nâng cấp hệ thống hướng tới công suất tối đa.
 Nhật Bản nghiên cứu sử dụng tia laser từ mặt đất để loại bỏ rác vũ trụ Công ty khởi nghiệp EX-Fusion của Nhật Bản đang tiến hành nghiên cứu một phương pháp độc đáo để loại bỏ những mảnh rác vũ ... |
 Công nghệ Clearview AI: Vũ khí bí mật của Ukraine Thứ trưởng Nội vụ Ukraine, Leonid Tymchenko, đã chia sẻ với tạp chí TIME rằng trong cuộc chiến chống hiện tại, công nghệ của Clearview ... |
 Google hủy bỏ lời cam kết không sử dụng AI cho vũ khí, giám sát Mới đây, theo “Nguyên tắc AI” được cập nhật của công ty, Google đã xóa bỏ lời cam kết không sử dụng AI cho các ... |
 Trump biến tiền ảo thành 'vũ khí' chính trị Hai bữa tối độc quyền, hàng triệu đô tiền ảo và token meme $TRUMP trở thành vé mời vào phòng chiến lược của Tổng thống ... |
