Університет Мічигану оголосив, що його система ультракоротких імпульсів лазера Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System (ZEUS) під час першого експерименту виробила 2 петавати потужності, що дорівнює 2 квадрильйонам ват. Це понад 100 разів більше, ніж загальний обсяг вироблення електроенергії у світі. Однак не варто чекати, що цю потужність можна буде використати для створення “Зоряної Системи”. Інтенсивні імпульси тривають лише 25 квінтильйонних секунд і призначені для експериментів у різних сферах досліджень, таких як медицина, квантова фізика та матеріалознавство.
Система ZEUS, створена за фінансування Національного наукового фонду США, обійшлася в 16 мільйонів доларів і складається з компонентів, таких як сплави сапфіру з титановими атомами заввишки 7 дюймів, виробництво яких зайняло більше чотирьох років. Франко Байєр, керівник проєкту ZEUS, зазначає: “Розмір нашого титаново-сапфірового кристала – таких дуже мало в світі”.
Управління ZEUS не таке просте, як натиснути кнопку на лазерному вказівнику. Потужність первинного інфрачервоного імпульсу підвищується за допомогою насосних лазерів, що збільшують його енергію. Потужність поступово зростає через чотири раунди цих насосних лазерів, але щоб уникнути розриву повітря через занадто велику інтенсивність імпульсу, він проходить через оптичні пристрої, звані дифракційними ґратками, які його розтягують.
В результаті імпульс має діаметр 12 дюймів і довжину декілька футів, але врешті-решт потрапляє у вакуумні камери, де додаткові ґратки скорочують його ширину до 0,8 мікрона, щоб максимальна інтенсивність потужності могла бути використана в експериментах.
Перший експеримент, проведений Франкліном Долларом, професором фізики та астрономії в Університеті Каліфорнії в Ірвіні, націлював імпульс лазера на клітину, що містить гелій. При зіткненні “виникає плазма, внаслідок якої електрони відриваються від атомів, перетворюючи газ на суп з вільних електронів і позитивно заряджених іонів. Ці електрони прискорюються за імпульсом лазера, як вейксерфери, що їдуть за швидкохідним катером, явище, відоме як прискорення вейкпольду”.
Експеримент має на меті врешті-решт отримати електронні пучки, які будуть такими ж потужними, як ті, що створюються прискорювачами часток, але без необхідності в дорогих установках, довжина яких часто складає сотні метрів.
ZEUS розташований у приміщенні розміром з шкільний спортзал у Центрі ультрашвидкої оптичної науки Ґерара Муро університету. Це наступник лазера HERCULES цього ж центру, який у 2007 році досяг максимальної потужності 300 тероватів. Оголошений у 2022 році, теперішня потужність ZEUS становить приблизно вдвічі більше пікової потужності інших лазерів у США, і розроблений для досягнення до 3 петаватів.
Проте, хоча ZEUS є найпотужнішим лазером у США, він все ще поступається за потужністю лазеру в європейській лабораторії ELI-NP у Мегуреле, Румунія, який досягає пікової потужності 10 петаватів.