Kỷ lục mới: Hoa Kỳ khi tạo ra xung laser hai petawatt, mạnh gấp 100 mức điện năng tiêu thụ toàn cầu
Blogtheanh (24/05/2025):
Nội dung trọng tâm:
- Tia laser ZEUS tại Đại học Michigan đã lập kỷ lục mới tại Hoa Kỳ khi tạo ra xung laser hai petawatt, mạnh hơn 100 lần so với mức sử dụng điện toàn cầu, mặc dù chỉ kéo dài 25 phần nghìn tỷ giây.
- Nằm trong một cơ sở có kích thước bằng phòng tập thể dục với lớp chắn bức xạ dày, ZEUS hướng đến mục tiêu khám phá cơ học lượng tử, mô phỏng các sự kiện vũ trụ và thúc đẩy gia tốc wakefield bằng plasma, mở đường cho thí nghiệm lớn đầu tiên của mình vào cuối năm nay.
- Được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, cơ sở trị giá 16 triệu đô la này hiện đang mở cửa cho các nhà nghiên cứu trên toàn quốc, với các thí nghiệm ban đầu hướng đến những đột phá trong gia tốc hạt, điều trị ung thư và hình ảnh y tế.
Báo cáo này tập trung vào thông tin về tia laser ZEUS tại Đại học Michigan, Hoa Kỳ, vừa thiết lập một kỷ lục mới trong nước về cường độ xung laser.
Điểm nổi bật của kỷ lục:
- Sức mạnh kỷ lục: Tia laser ZEUS đã tạo ra xung laser với công suất hai petawatt (2 PW). Để dễ hình dung, con số này mạnh hơn 100 lần tổng mức tiêu thụ điện toàn cầu tại bất kỳ thời điểm nào.
- Thời gian cực ngắn: Mặc dù có cường độ phi thường, xung laser này chỉ kéo dài trong một khoảng thời gian vô cùng ngắn ngủi, 25 phần nghìn tỷ giây (femtosecond).
Thông tin về cơ sở và mục tiêu nghiên cứu:
Quy mô và cấu trúc: Hệ thống laser ZEUS được đặt trong một cơ sở có kích thước tương đương một phòng tập thể dục và được trang bị lớp chắn bức xạ dày để đảm bảo an toàn.
Mục tiêu nghiên cứu đa dạng: ZEUS được thiết kế để phục vụ nhiều mục tiêu khoa học quan trọng, bao gồm:
- Khám phá cơ học lượng tử: Nghiên cứu các hiện tượng và tương tác ở cấp độ hạt cơ bản.
- Mô phỏng các sự kiện vũ trụ: Tái tạo các điều kiện khắc nghiệt tồn tại trong không gian, chẳng hạn như vụ nổ siêu tân tinh hoặc môi trường xung quanh lỗ đen.
- Thúc đẩy gia tốc wakefield bằng plasma: Phát triển một phương pháp mới để gia tốc các hạt tích điện lên năng lượng cao trong khoảng cách ngắn hơn nhiều so với các máy gia tốc truyền thống. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi.
- Thí nghiệm lớn sắp tới: Cơ sở ZEUS dự kiến sẽ tiến hành thí nghiệm lớn đầu tiên vào cuối năm nay, hứa hẹn mang lại những khám phá khoa học mới.
Nguồn tài trợ: Dự án xây dựng cơ sở ZEUS trị giá 16 triệu đô la này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) của Hoa Kỳ.
Khả năng tiếp cận cho các nhà nghiên cứu: Hiện tại, cơ sở ZEUS đã mở cửa cho các nhà nghiên cứu trên toàn quốc có nhu cầu sử dụng hệ thống laser tiên tiến này cho các dự án khoa học của họ.
Các thí nghiệm ban đầu: Các thí nghiệm ban đầu được lên kế hoạch tại ZEUS tập trung vào việc tạo ra những đột phá trong các lĩnh vực quan trọng như:
- Gia tốc hạt: Phát triển các phương pháp gia tốc hạt hiệu quả và nhỏ gọn hơn.
- Điều trị ung thư: Nghiên cứu các ứng dụng tiềm năng của laser cường độ cao trong các phương pháp điều trị ung thư mới.
- Hình ảnh y tế: Khám phá khả năng sử dụng laser để cải thiện các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh trong y học.
Tóm lại: Báo cáo này cho thấy tia laser ZEUS tại Đại học Michigan đã đạt được một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực laser cường độ cao tại Hoa Kỳ. Với khả năng tạo ra xung laser hai petawatt, ZEUS mở ra những cơ hội nghiên cứu chưa từng có trong nhiều lĩnh vực khoa học, từ vật lý cơ bản đến y học. Việc cơ sở này mở cửa cho các nhà nghiên cứu trên toàn quốc hứa hẹn sẽ thúc đẩy những khám phá khoa học và công nghệ đột phá trong tương lai.
