ZEUS در تنها ۲۵ کوینتیلیونیوم ثانیه، ۱۰۰ برابر کل برق زمین را تولید کرد
تولد لیزری با قدرت افسانه‌ای
در دل دانشگاه میشیگان، لیزری ساخته شده که نامش را از بزرگ‌ترین خدای اساطیر یونان گرفته و عملکردش هم شایسته همین نام است. سیستم لیزری ZEUS، مخفف Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System، در نخستین آزمایش رسمی خود توانی باورنکردنی معادل ۲ پتاوات تولید کرد—بیش از ۱۰۰ برابر کل برق تولیدی کره زمین! البته این پدیده تنها در ۲۵ کوینتیلیونیوم ثانیه رخ داد، پس اگر پلک زده باشید، احتمالاً آن را از دست داده‌اید…
درون قلب ZEUS، هیولای نوری
ZEUS که اندازه‌ای به بزرگی یک سالن ورزشی دارد، جانشین سیستم قبلی دانشگاه به نام HERCULES است و توان آن را از ۳۰۰ تراوات به ۲ پتاوات افزایش داده است. در آزمایش مقدماتی، یک پالس لیزری به محفظه‌ای حاوی گاز هلیوم شلیک شد. این شلیک باعث شد الکترون‌ها از اتم‌های هلیوم جدا شوند و پلاسما تشکیل شود—ترکیبی از یون‌های مثبت و الکترون‌های آزاد. سپس این الکترون‌ها در پشت پالس نوری شروع به شتاب گرفتن کردند؛ پدیده‌ای که به آن شتاب‌دهی موج‌پشتی (wakefield acceleration) گفته می‌شود.
از آن‌جا که نور در پلاسما با سرعت کمتری حرکت می‌کند، الکترون‌ها فرصت دارند به آن برسند و با شتاب بیشتری حرکت کنند. اندازه بزرگ محفظه هدف هم این شتاب را تقویت می‌کند.
اما این تنها یک پیش‌نمایش است. آزمایش اصلی، قرار است اواخر امسال برگزار شود. در آن مرحله، الکترون‌های شتاب‌گرفته با پالس‌هایی از جهت مخالف برخورد می‌کنند و این برخورد باعث می‌شود یک لیزر ۳ پتاواتی، یک میلیون برابر قدرتمندتر ظاهر شود! به همین دلیل هم در نام این سیستم از عبارت «معادل زتاوات» استفاده شده است.
برای مهار این قدرت عظیم، ZEUS از توری‌های پراش استفاده می‌کند تا پالس مادون‌قرمز اولیه را در زمان کش دهد و از تخریب محیط اطراف جلوگیری کند.
نتیجه‌گیری: از کیهان تا سرطان، کاربردهای بی‌مرز ZEUS
یکی از اهداف کلیدی پروژه ZEUS، ساخت پرتوهایی از الکترون با انرژی‌هایی مشابه شتاب‌دهنده‌های ذرات بسیار بزرگ و پرهزینه است—اما در مقیاسی کوچک‌تر و با صرفه‌جویی چشمگیر ZEUS تنها ۱۶ میلیون دلار هزینه ساخت داشته و دانشگاه آن را یک معامله هوشمندانه توصیف کرده است.
اما کارکرد این هیولای نوری فقط محدود به آزمایش‌های فیزیکی نیست. طبق گفته دکتر ویچسلاو لوکین از بنیاد ملی علوم آمریکا، داده‌هایی که ZEUS تولید می‌کند، می‌توانند در زمینه‌هایی همچون تصویربرداری بافت‌های نرم، درمان سرطان و پژوهش در حوزه انرژی‌های کیهانی به کار روند.
ZEUS همچنین می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا پدیده‌های مرموزی مانند جت‌های پوزیترونی سیاه‌چاله‌ها یا انفجارهای پرتو گاما را بهتر درک کنند. به گفته دکتر فرانکلین دلار از دانشگاه کالیفرنیا:
« ZEUS فقط یک چکش لیزری غول‌پیکر نیست، بلکه ابزاری چندپرتویی است که راه را برای پیشرفت‌های علمی بزرگ هموار می‌کند.»
منبع: Pop Science
