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十倍於此前紀錄 激光脈衝強度創新高

星之球科技 來源:科技日報2021-05-10 我要評論(0 )   

據最新一期開放獲取期刊《光學》報道,韓國研究人員使用皮瓦激光,獲得了迄今最強激光脈衝(chong) ——強度高達1023瓦/平方厘米,是此前紀錄的10倍。這些高強度激光脈衝(chong) 將幫助科...

      據最新一期開放獲取期刊《光學》報道,韓國研究人員使用皮瓦激光,獲得了迄今最強激光脈衝(chong) ——強度高達10*23瓦/平方厘米,是此前紀錄的10倍。這些高強度激光脈衝(chong) 將幫助科學家能以前所未有的方式探索極端條件下的物理現象、光與(yu) 物質之間複雜的相互作用,以及在實驗室研究天體(ti) 物理現象等。

  這項研究由韓國基礎科學研究所相對論激光科學中心(CoReLS)完成。多年來,CoReLS一直致力於(yu) 提高激光脈衝(chong) 的強度。一般而言,要獲得如此高強度的激光脈衝(chong) ,需要輸出功率極高的激光,並將激光聚焦到盡可能小的光斑上。

  超高強度激光是許多科學領域的重要研究工具,包括探索極端條件下發生的新物理現象。2004年,美國密歇根大學科學家展示了強度為(wei) 10*22瓦/平方厘米的激光脈衝(chong) ,創下了當時的世界紀錄。

  在本研究中,研究人員使用名為(wei) 離軸拋物麵鏡的聚焦光學器件,將28厘米的激光束聚焦到僅(jin) 1.1微米寬的光斑上,使激光強度達到1023瓦/平方厘米。CoReLS主任南昌熙(音譯)稱,新的激光強度相當於(yu) 將從(cong) 太陽到地球的所有光聚焦到10微米的光斑上。

  研究人員表示,這種強大的激光脈衝(chong) 可在多個(ge) 領域“大顯身手”。首先,他們(men) 計劃用其研究與(yu) 高能量宇宙射線(能量高達1萬(wan) 億(yi) 電子伏特)相關(guan) 的現象。盡管科學家知道這些射線來自太陽係之外某處,但其如何產(chan) 生以及如何形成一直是未解之謎。目前,他們(men) 正利用這些高強度脈衝(chong) 製造能量超過1吉(10*9)電子伏特的電子,以揭示這一謎團。

  此外,他們(men) 還將利用這種超高強度激光產(chan) 生的輻射壓力加速質子,了解這一過程有助於(yu) 開發出治療癌症的新型激光質子源。目前放射治療中使用的放射源由加速器產(chan) 生,需要一塊巨大的防輻射屏障,而激光驅動質子源不需要,有望降低係統成本。

  接下來,研究人員計劃在不顯著增加激光係統尺寸的情況下,進一步提高激光的強度。隨著一些高能激光器不斷投入使用,以及一些更高能量的設施正在規劃建設,高強度物理學將取得巨大進展。

  總編輯圈點 

  激光的用途跨度之大超出你的想象:從(cong) 顯示器到加速器,從(cong) 解析蛋白結構到測量天體(ti) 距離,都有它的身影。如今,科學界一直在不斷追求更高強度的激光脈衝(chong) 。與(yu) 普通激光相比,它們(men) 是“升級版”和“加強版”,允許科學家在更加極端的條件下認識物質的性質,並將激光的作用發揮到極致。


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