美高能激光器开启两拍瓦级科学实验

科技日报北京5月22日电 （记者刘霞）据美国密歇根大学官网最新消息，被誉为“全美最强激光器”的ZEUS系统正式开启2拍瓦（1拍瓦等于1015瓦）科学实验。该激光器发射出峰值功率达2拍瓦的超短脉冲，这一数值约为全球电网总功率的100倍，而单次脉冲持续时间仅25阿秒（1阿秒等于10-18秒），这一成果为高能物理研究开辟了新维度。

ZEUS所在的杰拉德·莫罗超快光学科学中心的研究团队表示，这标志着美国高场科学正式迈入未知领域。ZEUS是“泽塔瓦等效超短脉冲系统”的缩写，1泽塔瓦（Zettawatt）等于1021瓦。该激光器虽实际最大功率为3拍瓦，但通过让激光与反向电子束对撞，可模拟出比实际功率强百万倍的泽塔瓦级效应，可助力科学家研究极端等离子体现象和量子电动力学，从而进一步揭示宇宙在微观层面运作的秘密。

美国加州大学欧文分校物理学和天文学教授富兰克林·多乐表示，ZEUS的独特优势在于其“分光”能力，即单束激光可拆分为多路实验线束。目前，其团队正利用该设备开展首个2拍瓦实验，通过“尾场加速”技术，使电子在等离子波中如冲浪般被加速，预计产生的电子束能量将达常规水平的5—10倍，堪比数百米长粒子加速器的效果。

值得期待的是，ZEUS将于年内迎来关键升级：一块历时5年打造的钛蓝宝石晶体（直径约18厘米）将使其功率跃升至3拍瓦。届时，电子束与反向激光的对撞实验将实现泽塔瓦等效强度，为癌症治疗新技术的软组织成像、国家安全、材料科学、天体物理学，以及等离子体科学和量子物理学等领域提供全新工具。