Лазер ZEUS в Мичиганском университете: прорыв в мире сверхмощного света и новых технологий
В мае 2025 года мир науки стал свидетелем нового рекорда в области лазерных технологий. В Мичиганском университете был испытан лазер под кодовым названием ZEUS, чья мощность достигла невероятных 2 петаватт — мощности, которая в 100 раз превышает суммарное энергопотребление всей планеты Земля. Этот лазерный импульс за доли квинтиллионной секунды превратил обычный воздух в плазму, продемонстрировав возможности, которые еще недавно казались фантастикой.
Что такое лазер ZEUS и почему его мощность так важна?
Лазер ZEUS — это один из самых мощных лазеров, когда-либо созданных в США, и, без сомнения — один из лидеров в глобальной гонке по достижению сверхвысоких энергетических импульсов. Для сравнения, 1 петаватт равен 1 квадриллиону (10^15) ватт, а энергетический импульс ZEUS достигает сразу 2 петаватт — гигантская цифра, которая на практике означает создание уникальных условий для изучения фундаментальных физических процессов.
Во время последнего эксперимента инфракрасный импульс лазера сжали до толщины всего в 8 микрон (8 миллионных долей метра), после чего сфокусировали с диаметра 30 сантиметров до точки менее одного микрона. Такая концентрация энергии позволила создать рекордные условия, в которых свет буквально преобразил воздух вокруг — превратил его в плазму, состояние вещества, характерное для звезд и термоядерных реакций.
Технические достижения и уникальные материалы
Создание лазера с такими характеристиками стало возможным благодаря использованию уникального титан-сапфирового кристалла диаметром 18 сантиметров, на изготовление которого ушло более 4,5 года. Этот кристалл играет ключевую роль в генерации сверхкоротких и сверхмощных импульсов света.
Следующим шагом в развитии проекта станет увеличение мощности ZEUS до 3 петаватт. Это позволит ученым создавать ещё более экстремальные физические условия, открывая двери к исследованиям в области физики частиц, квантовой механики и астрофизики.
Зеттаваттное излучение: будущее науки уже рядом
Ученые из Мичиганского университета не останавливаются на достигнутом. По словам научного руководителя проекта Анатолия Максимчука, в ближайших планах — столкнуть лазерный импульс с ускоренными электронами для получения так называемого зеттаваттного излучения. Это мощность, превышающая уже колоссальные петаватты, и ее создание может привести к революционным открытиям.
Для достижения этой цели ученые планируют использовать два лазера: один создаст специальный канал в плазме, а второй — ускорит частицы до рекордных энергий. Такая методика откроет новые горизонты в изучении фундаментальных взаимодействий материи и света.
Применение технологий ZEUS: от медицины до энергетики
Технологии, разработанные в рамках проекта ZEUS, уже вызывают огромный интерес у исследователей из разных областей. Открытый доступ к лазеру для внешних исследователей создает уникальную платформу для междисциплинарных экспериментов.
Одно из наиболее перспективных направлений — медицина. Возможности сверхкоротких и сверхмощных лазерных импульсов позволяют значительно улучшить методы диагностики, повысить точность визуализации и открыть новые пути для лечения рака, включая более эффективные и менее инвазивные методы воздействия на опухолевые клетки.
Кроме того, такие технологии могут найти применение в области новых источников энергии, материаловедения и даже в космических исследованиях.
Глобальный контекст и конкурентная борьба
Создание лазера ZEUS — это еще и важный стратегический шаг США в глобальной гонке технологий сверхвысоких энергий. Пока в мире ведутся работы над схожими лазерами в Европе и Китае, проект ZEUS демонстрирует, что американские ученые способны не только догонять, но и опережать мировых конкурентов.
Эксперты отмечают, что сверхмощные лазеры — ключ к решению задач, стоящих на стыке фундаментальной физики и практических применений. Они помогают моделировать экстремальные условия, недоступные в обычных лабораториях, изучать поведение материи при невероятных температурах и давлениях и разрабатывать технологии будущего.
Лазер ZEUS в Мичиганском университете — это не просто технический рекорд. Это символ новых возможностей, открывающихся перед человечеством на рубеже эпохи сверхвысоких энергий. Рекордный импульс в 2 петаватта, возможности по созданию зеттаваттного излучения и перспективы для медицины и науки делают этот проект одним из важнейших достижений современности.
Следите за развитием событий: уже совсем скоро ZEUS станет еще мощнее, а его влияние на науку и жизнь каждого из нас — еще глубже.
Ранее на сайте «Пронедра писали, что лазерный импульс мощностью в миллион АЭС: научный прорыв или вызов будущему?
