العلماء على وشك إطلاق أقوى ليزر في الولايات المتحدة

عبد الغني علي
تكنولوجيا
العلماء على وشك إطلاق أقوى ليزر في الولايات المتحدة

يعمل أقوى ليزر في الولايات المتحدة الآن لإرسال نبضاته الأولى هذا الأسبوع ، مما يمنح الباحثين مستوى جديدًا من المعرفة حول فيزياء البلازما ومسرعات الجسيمات ، وفقًا لتقارير RT.

يُعرف باسم Zetawatt Equivalent Ultrashort Pulsed Laser System (ZEUS) ، وهو ينتج نبضة فائقة القصر وقوية للغاية تبلغ 25 فيمتوثانية فقط ، أي جزء من المليون من الثانية.

مع زيادة قدرات الليزر ، يمكن استخدامها في النهاية لدراسة بعض أكثر الظواهر غرابة في الكون على نطاق معمل: فكر في فيزياء انفجار أشعة جاما أو ثقب أسود.

قال عالم الفيزياء الفلكية كارل كروشلنيك من جامعة ميتشيغان: “سيكون ZEUS أعلى طاقة ليزر في الولايات المتحدة ومن بين أقوى أنظمة الليزر في العالم”.

ستبدأ ZEUS على نطاق أصغر ثم تتوسع: يُعرف الجزء الأول من الليزر الذي يعمل عليه باسم المنطقة المستهدفة عالية التردد ، والتي تستخدم ترددات أعلى ولكن نبضات طاقة أقل.

ستتطلب هذه المرحلة الأولية 30 تيراواط (30 تريليون واط) من الطاقة – كمية رائعة ، ولكن فقط نسبة مئوية مما تستطيع ZEUS في النهاية القيام به. سيتم استخدام القوة لدراسة نوع جديد من التصوير بالأشعة السينية.

من خلال إرسال نبضات ليزر الأشعة تحت الحمراء من ZEUS إلى غاز الهيليوم الذي يتحول بعد ذلك إلى بلازما ، يريد الباحثون إنشاء نبضات أشعة سينية مضغوطة من حزم إلكترونية شديدة الإثارة. يمكن استخدام نبضات الأشعة السينية هذه كطريقة دقيقة جدًا لتصوير الأنسجة الرخوة.

بحلول نهاية عام 2023 ، من المتوقع أن تجري ZEUS تجارب واسعة النطاق في مجالات تشمل فيزياء الكم وأمن البيانات وعلوم المواد والاستشعار عن بعد والتشخيص الطبي – بالإضافة إلى دراسة بعض الأشياء الأكثر تطرفًا في الفضاء.

تستخدم إحدى مناطق الليزر ما يُعرف باسم هندسة الشعاع المتصادم ، حيث يتم تقسيم نبضة الليزر إلى جزأين: يمكن بعد ذلك استخدام أحد النبضات لتسريع الإلكترونات إلى شعاع عالي السرعة يمكن توجيهه بعد ذلك للتفاعل مرة أخرى مع نبضة الليزر الثانية.

هذا يحاكي قوة أكبر بمليون مرة من السعة الفعلية التي يمكن أن تنشئها ZEUS بنبضة واحدة ، ويستمر العلماء في إحراز تقدم كبير في جعل الليزر أكثر تنوعًا واستقرارًا وقوة من أي وقت مضى – مما يعني أنه يمكن إجراء التجارب على نطاقات أكبر وأكبر . .

يضمن الفريق المسؤول عن تطوير وإطلاق ZEUS أن الليزر متاح للباحثين في جميع أنحاء العالم ، ويمكن للعلماء المهتمين باستخدامه تقديم مقترحاتهم للموافقة عليها.