摘要：ZEUS 的峰值功率达到 2 拍瓦，或惊人的 2 万亿瓦，大约是整个地球功率输出的 100 倍。当然，这种能量水平是转瞬即逝的;脉冲仅持续 25 万亿分之一秒——刚好足够研究人员进行一些相当革命性的科学研究。

信息来源：gizmodo

工程师检查激光脉冲被放大的光学对准。图片：密歇根工程公司 Marcin Szczepanski

ZEUS 激光器隐藏在密歇根大学（就像一个巨大的激光器一样多），它刚刚发出一个脉冲，使其成为该国最强大的激光束。

ZEUS 的峰值功率达到 2 拍瓦，或惊人的 2 万亿瓦，大约是整个地球功率输出的 100 倍。当然，这种能量水平是转瞬即逝的;脉冲仅持续 25 万亿分之一秒——刚好足够研究人员进行一些相当革命性的科学研究。

“这一里程碑标志着进入美国高场科学未开发领域的实验的开始，”ZEUS 所在的 Gérard Mourou 超快光学科学中心主任 Karl Krushelnick 在密歇根州的一份新闻稿中说。

ZEUS 是 Zettawatt 等效超短激光脉冲系统的缩写，其力量（冒着亵渎神明的风险）可与希腊众神之王相媲美，后者以挥舞闪电作为他力量的象征而闻名。ZEUS 由美国国家科学基金会资助，来自世界各地的科学家可以申请在那里进行实验，类似于 SLAC 国家加速器实验室的直线加速器相干光源 II（或 LCLS-II）。与 LCLS-II 一样，其领域包括理解光合作用和恒星的核心，ZEUS 激光器的应用范围从等离子体和量子物理学到医学成像、粒子加速和材料研究。

“LCLS 脉冲中单个光子的能量大约是 ZEUS 激光器光子的 20,000 倍，但峰值功率要低 100,000 倍，”Krushelnick 在一封电子邮件中告诉 Gizmodo。Krushelnick 补充说，ZEUS 的用例是多方面的，但测量极端强度的物理学、开发新的辐射源、实验室天体物理学和对小规模材料进行成像是其一些主要的科学用途。

加州大学欧文分校的物理学家 Franklin Dollar 将进行第一个 2 拍瓦的用户实验，旨在产生能量与长粒子加速器能量相当的电子束。如果他和他的团队成功了，电子束的能量将比 ZEUS 尚未产生的任何光束高 5 到 10 倍。ZEUS 将使用尾流场加速来加速电子，通过尾流场加速，电子基本上在等离子体上冲浪以加速到极高的速度。

“对更高峰值功率激光器的追求使研究光在极高瞬时电磁场极限下的基本性质成为可能，”负责监督 ZEUS 项目的 NSF 物理学部项目主任 Vyacheslav Lukin 在给 Gizmodo 的电子邮件中说。“就像海浪随着高度的增加而开始破裂和起泡一样，当光线变得非常强烈并且电磁场变得非常强时，电磁波的作用会有所不同。”

光束不仅强大，而且相当大。根据密歇根州的新闻稿，激光脉冲的最大宽度为 1 英尺（0.3 米），长数英尺。但脉冲最终被聚焦到只有 0.8 微米宽，以最大限度地增加可用于 ZEUS 实验的激光脉冲数量。

工程师显示来自扩展激光脉冲的激光烧痕。图片：密歇根工程公司 Marcin Szczepanski

但这场盛大的表演定于今年晚些时候举行，届时该设施将获得注入钛的蓝宝石水晶，这将使激光器的功率增加到 3 拍瓦。这颗晶体花了将近五年的时间制造，直径约为 7 英寸（0.18 米）。ZEUS 的电子将从相反方向撞击激光脉冲，将实验的脉冲增加到粒子束参考系中基本上是泽瓦级。

已经在 ZEUS 的单拍瓦激光器上进行了大约 15 个月的用户实验，但现在该设施能够击中更强大的能量脉冲。借助新的和改进的激光器，该团队可以更好地研究宇宙中一些最基本的物理学，从而对整个科学产生影响。

来源：人工智能学家