比全球發電總和強1萬倍 陸獲突破 打造最強雷射

雷射示意圖。(達志影像/Shutterstock)

上海研究團隊已獲得技術突破,以打造地球上最強大的雷射。而這項突飛猛進意味着,大約在兩年內,他們就能發射100拍瓦雷射。

據《南華早報》(South China Morning Post)2日報導,1名參與專案科學家透露,發射這種雷射一次的強度,將與全球電網發電總和還強1萬倍。中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究員劉軍說,要強化雷射光束並不容易。

輸入很高的能量可能會損壞如晶體透鏡鏡子等光學組件。科學家爲了避開這問題,於是將相當小,硬體能承受的能量輸入每種顏色的光束內,接着再將它們壓縮回單一光束,以大幅提高它的功率。數十年來,對世界各地科學家來說,這種壓縮一直是個障礙。劉軍說,壓縮機會因輸入這麼多能量而燃燒。

劉軍和研究團隊5月在《光學快訊》(Optics Express)上發表了長19頁的論文,提出高功率雷射設計,分解壓縮流程,一方面將能量強度控制在安全範圍,另一方面又能徹底提高雷射裝置的功率輸出。

他說,這突破大大推進了正在上海建設極光(Station of Extreme Light,SEL)設施。而這耗資1億美元(近27億臺幣)的專案原本打算,要用4道獨立雷射光束達到輸出功率目標,但藉由這新技術,用一道光束就夠了。

劉軍強調,這可以減少一些如繞射光柵等大型重要元件數量,進而降低專案成本。他並指出,光束愈少,裝備就愈簡單,而裝備愈簡單,就愈容易打造和運行,同時雷射脈衝品質穩定性也會提高。許多物理學家認爲,當這極光設施2023年完成後,可能會打開物理髮現新世界大門

根據物理理論推測,當極強大的雷射光束集中在真空中極小的點上時,就能使次原子粒子突然出現,而極光專案就是要讓這實現。然而,相關設施並不僅在於滿足物理學家的好奇心,它還能幫助從新材料藥物到核融合能等廣泛領域的研究。

一位在北京中國科學院物理研究所的雷射科學家說,這座上海雷射新設施將能加強中國在高能雷射競賽中的領先地位。這位並未參與研究,並要求匿名的物理學家指出,雖然美俄歐洲的研究團隊也提出類似方案,但都未獲得政府充分資助。也因此,他認爲,「中國幾乎肯定會贏」。