Şu anda ABD'deki en güçlü lazer, bu hafta ilk kez devreye giriyor ve araştırmacıların plazma fiziği ve parçacık hızlandırıcıları hakkında yeni bir anlayış düzeyi elde etmelerini sağlıyor.
Zetawatt Eşdeğeri Ultrashort pulse lazer Sistemi (ZEUS) olarak bilinen bu sistem, sadece 25 femtosaniyelik ultra kısa, son derece güçlü bir darbe üretir. Bir femtosaniye, saniyenin katrilyonda biridir.
Lazerin yetenekleri arttıkça, sonunda Evrenin en egzotik fenomenlerinden bazılarını laboratuvar ölçeğinde incelemek için kullanılabilir: Bir gama ışını patlamasının veya bir kara deliğin fiziğini inceleyebiliriz.
Michigan Üniversitesi'nden astrofizikçi Karl Krushelnick, "ZEUS, ABD'deki ve dünyadaki en güçlü lazer sistemleri arasında yerini alacak" diyor.
ZEUS daha küçük bir ölçekte başlayacak ve daha sonra son haline ulaşacaktır: lazerin çalıştırılacak ilk kısmı, daha yüksek frekanslı ancak daha düşük güçte darbeler kullanan yüksek tekrarlı hedef alanı olarak bilinir.
Bu ilk aşama, 30 terawatt (30 trilyon watt) güç gerektirecektir. Güç, yeni bir tür X-ışını görüntülemesini incelemek için kullanılacak.
Araştırmacılar, ZEUS'tan gelen kızılötesi lazer darbelerini helyum gazına göndererek, daha sonra plazmaya dönüşerek, yüksek düzeyde uyarılmış elektron demetlerinden kompakt X-ışını darbeleri oluşturmak istiyorlar. Bu X-ışını darbeleri, yumuşak dokuyu görüntülemek için çok hassas, çok doğru bir yöntem olarak kullanılma potansiyeline sahiptir.
2023'ün sonuna kadar ZEUS, kuantum fiziği, veri güvenliği, malzeme bilimi, uzaktan algılama ve tıbbi teşhisin yanı sıra uzaydaki en uç nesnelerin bazılarının incelenmesini kapsayan alanlarda tam ölçekli deneyler yürütecek.
Elektrik ve bilgisayar mühendisi Louise, "Etraflarında son derece güçlü manyetik alanlara sahip nötron yıldızları ve çok sıcak plazma ile çevrili aktif galaktik çekirdekler gibi nesneler olan manyetarleri incelemek için laboratuvarda son derece güçlü alanlarda sıcak plazmanın mikrofiziğini yeniden yaratabiliriz" diyor.
Lazerin bir alanı, lazer darbesinin iki parçaya ayrıldığı, çarpışan ışın geometrisi olarak bilinen şeyi kullanır: darbelerden biri daha sonra elektronları yüksek hızlı bir ışına hızlandırmak için kullanılabilir ve daha sonra tekrar etkileşime girmeye yönlendirilebilir.
Bu, ZEUS'un gerçek kapasitesinin tek bir darbe ile oluşturabileceğinden milyon kat daha güçlü bir simülasyona neden olur.
Bilim insanları, daha önce hiç olmadığı kadar çok yönlü, daha kararlı ve daha güçlü lazerler yapma konusunda önemli ilerleme kaydetmeye devam ediyor ve bu, deneylerin daha büyük ölçeklerde gerçekleştirilebileceği anlamına geliyor.
ZEUS'un geliştirilmesinin ve piyasaya sürülmesinin arkasındaki ekip, lazerin dünya çapındaki araştırmacılar için mevcut olduğunu vurguluyor. Bunu kullanmakla ilgilenen bilim insanları, tekliflerini onay için sunabilirler.
ZEUS hakkında daha fazla bilgiyi resmi ana sayfasından okuyabilirsiniz.