Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Установлен новый мировой рекорд мощности лазерного импульса

Установлен новый мировой рекорд мощности лазерного импульса
Ученым из Лаборатории Беркли удалось достичь рекордного квадриллиона Ватт в импульсе, длящемся 40 фемтосекунд, на лазерной установке ускорителя заряженных частиц BELLA.


 

 

 

На днях, в конце июля лазерная система Лазерного Ускорителя в Лаборатории Беркли (the Berkeley Lab Laser Accelerator, BELLA), продемонстрировала импульсы мощностью в один пэтаватт и длительностью в 40 фемтосекунд, частота импульсов составила 1 Герц - то есть один импульс в секунду. Один петаватт равен 10 в пятнадцатой степени ватт, другими словами, одному квадриллиону ватт! Продолжительность импульса, напротив, равна одной фемтосекунде - 10 в минус пятнадцатой степени секунды, или одной квадриллионной доле секунды.

До этого ни одна лазерная система в мире не достигала подобной мощности при такой относительно высокой частоте импульсов. BELLA, создание которой находится на завершающем этапе, расположена в Национальной Лаборатории имени Лоуренса Беркли при Министерстве Энергетики США (the U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory).

 

Лазерная установка BELLA. Модули на переднем плане "растягивают" изначально короткие и слабые лазерные импульсы, которые впоследствии усиливаются в длинной центральной камере

 

«Это новый мировой рекорд», - отмечает Вим Леманс (Wim Leemans) из Подразделения Исследования Ядерного Синтеза (Berkeley Lab's Accelerator and Fusion Research Division, AFRD) в разговоре со своей командой об их техническом успехе. Леманс работал над запуском проекта BELLA в 2006 году, а сейчас возглавляет программу Интегрированных Исследований в области Лазерных и Оптических Ускорительных Систем (Lasers and Optical Accelerator Systems Integrated Studies program, LOASIS) в подразделении AFDR.

Поздравляя группу ученых, занимающуюся проектом BELLA, директор Лаборатории Беркли Пол Аливисатос (Paul Alivisatos) заявил: «Это существенный прогресс на пути к созданию нового поколения компактных и намного более эффективных ускорителей как инструментов фундаментальной науки».

Директор подразделения AFDR Стивен Гоурли (Stephen Gourlay) напоминает, что «еще не так давно сам проект BELLA был только мечтой, а теперь открываются перспективы для еще более интересных и важных с научной точки зрения систем».

Леманс добавляет, что «ускоритель BELLA станет особым инструментом в лазерных технологиях, а также в направлении физики, изучающем взаимодействие частиц материи. Пиковая мощность лазера даст нам доступ к новым режимам, позволяя собирать на базе BELLA компактные ускорители частиц для физики высоких энергий и настольные лазеры на свободных электронах для исследования новых материалов и биологических систем. А рабочая частота лазера сделает возможным серии повторяющихся экспериментов в разумные промежутки времени».

 

Процесс настройки системы с высокой пиковой мощностью

 

В основу проекта BELLA легли годы исследований лазерных плазменных ускорителей в рамках программы LOASIS. В отличие от обычных ускорителей, которые используют модулированные электрические поля для ускорения заряженных частиц вроде протонов или электронов, лазерные плазменные ускорители генерируют так называемые волны электронной плотности, которые проходят через плазму благодаря лазерным лучам, нагревающим и «прожигающим» путь в газовом облаке, либо проникают через заполненные плазмой капиллярные сети внутри кристаллов, к примеру, сапфиров. Волны захватывают часть свободных электронов из плазмы и ускоряют их до очень высоких значений энергии на крайне коротких дистанциях – ускоренные электроны словно скользят по гребням быстрых как свет волн.

Ученые из программы LOASIS преодолели планку мощности электронных пучков в 100 миллионов электронвольт (100 MeV) в 2004 году, а один миллиард электронвольт (1 GeV) был достигнут ими в 2006 – в сапфировом блоке всего 3.3. сантиметров в длину. Тогда и стартовала работа над проектом ускорителя BELLA.

Ожидается, что лазерная установка из системы BELLA сможет генерировать пучки электронов с энергией в 10 миллиардов электронвольт (10 GeV). Ранее на Стенфордском Линейном Ускорителе (the Stanford Linear Accelerator Center) были получены электронные пучки мощностью в 50 GeV по традиционной технологии, однако для этого потребовался ускоритель длиной в две мили. Для сравнения, длина ускорителя BELLA равна всего одному метру (лазерная установка размещена в соседней комнате).

 

Длина основного кольца Большого Адронного Коллайдера, как известно, составляет более двух с половиной километров - против одного метра у Ускорителя BELLA.

 

«Наши «ноу-хау» помогут нам собрать собственную лазерную установку с такими характеристиками, которые необходимы для того, чтобы будущая система могла излучать стабильные, настраиваемые электронные пучки не менее 10-ГЭв с низким временем «разогрева», - продолжает Леманс. «Новые технологии ведут к новой науке, BELLA – прекрасный тому пример».

Лазерная система BELLA уже способна выдавать на выходе «сжатую» энергию в 42.4 Джоуля за период в 40 фемтосекунд с частотой 1 Hz. Пиковая мощность в один петаватт в два раза превосходит мощность импульсов даже тех лазеров, которые, как говорят, генерируют излучение, по своей энергии равное национальным показателям энергопотребления в США «в каждый момент времени».  Слово «момент» обладает особым значением в данном контексте, поскольку средняя мощность лазерной установки BELLA составляет всего 42.4 ватта – примерно как у обычной домашней лампы накаливания. Гигантская же пиковая мощность достигается путем «сжатия» этой незначительной энергии в один чрезвычайно короткий импульс.

Лазерная система BELLA проектировалась командой под руководством Франсуа Люро (Francois Lureau) из компании Thales of France с целью полной интеграции с оборудованием и системами безопасности Лаборатории Беркли. Эксперименты, направленные на получение «10-миллиардных» электронных пучков для сверхмощных лазерных импульсов, начнутся уже осенью 2012 года.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Цветы: как они влияют на нашу жизнь и эмоции

Цветы: как они влияют на нашу жизнь и эмоции

Цветы играют особую роль в жизни каждого человека.

Цветы играют особую роль в жизни каждого человека. Они не только радуют глаз своей красотой, но и оказывают глубокое влияние на наше эмоциональное и психическое состояние. Разнообразие видов и оттенков делает цветы универсальным инструментом для создания атмосферы гармонии и уюта в любом пространстве. А букеты из цветовстановятся прекрасным способом выразить чувства и подарить радость близким...
10.09.24 06:41
0
2
Техника Lenovo: надежность и долговечность при эксплуатации

Техника Lenovo: надежность и долговечность при эксплуатации

Покупка технического устройства - это процесс, в котором важно учитывать различные нюансы, напрямую связанные с базовыми характеристиками приспособления и его функциональностью.

Покупка технического устройства - это процесс, в котором важно учитывать различные нюансы, напрямую связанные с базовыми характеристиками приспособления и его функциональностью. Если речь о необходимости инвестировать свободные средства в обновление техники дома или в офисе, то тут лучше всего обращать внимание на изделия известных брендов. Технические приспособления с экономией места на располож...
15.07.24 05:25
0
2
Лучшие модели наушников JBL: обзор и характеристики

Лучшие модели наушников JBL: обзор и характеристики

JBL наушники широко известны высоким качеством звука и надёжностью, благодаря чему они завоевали доверие различных категорий пользователей — от меломанов до спортсменов.

JBL наушники широко известны высоким качеством звука и надёжностью, благодаря чему они завоевали доверие различных категорий пользователей — от меломанов до спортсменов. В этой статье мы представим подробный обзор лучших моделей наушников JBL и расскажем об их ключевых характеристиках, преимуществах и потенциальных недостатках. JBL Live 650BTNC: активное шумоподавление Наушники JBL Live 650BTNC ...
03.07.24 18:49
0
17
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
9
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
1
Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Компания Three Gorges Energy подключила к электросети первую в мире морскую ветряную турбину мощностью 16 мегаватт. С ошеломляющим диаметром ротора 260 метров (853 фута) этот колосс будет снабжать чистой энергией около 36 000 китайских домов.

Он не выглядит неуместно, стоя на поле других, меньших гигантов, но MingYang Smart Energy MySE 16-260 является самым большим из когда-либо подключенных к сети. «Машинное отделение» и генератор, размещенные в ступице на вершине 152-метровой башни, весят гигантские 385 тонн, а каждая из трех 123-метровых лопастей добавляет еще 54 тонны, свисая с одной стороны вала генератора. Каждый раз, когда он с...
21.07.23 09:18
0
3
«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

Словацкая компания GA Drilling продемонстрировала пару новых технологий, которые, по ее словам, могут открыть доступ к производству геотермальной энергии почти в любой точке планеты.

Anchorbit и Plasmabit обещают гораздо более быстрое и дешевое бурение горячей породы на глубине 10 км под землей. Интенсивное тепло под поверхностью Земли представляет собой практически неиссякаемый источник надежной чистой энергии, которая будет доступна 24/7 из любой точки Земли — можно использовать ее в виде пара для запуска турбин генератора или направить непосредственно в системы централизов...
30.06.23 12:34
0
7
Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики.

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики. Процесс электрогенерации подчиняется законам физики, а сама технология получила название Neutrinovoltaic. Такое название обусловлено участием в этом процессе не только окружающих полей излучений невидимого спектра и темпер...
16.05.23 19:04
0