眨眼之間,你已錯過它,不眨眼,你還是看不見它——它就是激光。 貝拉激光 想象一個這樣的設(shè)備——它能產(chǎn)生超過全世界所有發(fā)電廠的能量。這可不是下一部007電影的道具。7月20日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一個新型激光器完成了調(diào)試,能發(fā)射每秒鐘一次、達1帕瓦的脈沖。1帕瓦特等于1千萬億瓦(1,000,000,000,000,000瓦)——約為全世界所有發(fā)電廠能量輸出的400倍。這可能嗎?事實上,雖然伯克利實驗室的激光加速器(貝拉)的脈沖極強,但時間卻非常短,帕瓦級別的能量輸出僅持續(xù)40飛秒(0.00000000000004秒)。也就是說,每秒鐘,只有一瞬間才發(fā)射脈沖,激光器的平均功率大約只相當(dāng)于臺燈上的那種40瓦燈泡。貝拉并不是第一個能產(chǎn)生如此強大能量的激光器。1990年,在距伯克利一小時車程的小島上,勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)的激光能級一度達到了1.25帕瓦。另外,在2008年,德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(University of Texas at Austin)用自己的高功率激光器,也達到了1.1帕瓦。但研究者稱,伯克利激光首次做到了以如此高的頻率發(fā)射帕瓦激光。在滿功率條件下,德克薩斯帕瓦激光僅能每小時發(fā)射一次。
等離子體中,激光正在對電子加速(模擬圖像) 能源署計劃,通過激光尾波場加速,利用高能激光驅(qū)動緊縮型粒子加速器,將電子加速到高能狀態(tài),這可以用于對撞機、成像和醫(yī)療等方面。目前,一般高速成像的原理,就是利用電子束所產(chǎn)生的明亮X射線脈沖。強激光脈沖可以電離氣體中的原子,使電子與質(zhì)子分開,產(chǎn)生等離子體。等離子體中的激光雕刻波(右側(cè)圖中的藍色)聚集電子(綠色),并把它們加速到接近光速。貝拉激光的主管,維姆·利曼斯(Wim Leemans)說,該項目的第一個實驗,是使用一個1米長的裝置(主要由加速器構(gòu)成)產(chǎn)生激光,并盡量用此激光把電子束加速到100億電子伏特(10 GeV)。激光儀器稍微有點大,一般的房間根本裝不下它。不過,要知道,最近剛剛轉(zhuǎn)變用途、能把電子束加速到50GeV的斯坦福線性加速器中心長達3.2公里,與之相比,貝拉似乎也沒那么大。
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