Лазер BELLA установил мировой рекорд мощности излучения

Участники близящегося к завершению проекта лазерного ускорителя плазмы Berkeley Lab Laser Accelerator (BELLA) сообщили, что на составляющем его основу лазере достигнута пиковая мощность 1 петаватт (10¹⁵ Вт) для импульса, испускаемого с частотой 1 Гц (раз в секунду). При этом, потребляемая лазером энергия не превосходит 42,4 Вт, а высочайшее пиковое значение получено в результате сжатия излучения в очень короткий импульс, длительностью 40 фемтосекунд (10^-15 с).

Этот результат является наивысшим мировым достижением и зафиксирован 20 июля Вимом Лимансом (Wim Leemans) из подразделения AFRD (Accelerator and Fusion Research Division) лабораторий Беркли. Он возглавляет программу LOASIS (Optical Accelerator Systems Integrated Studies) и стоял у истоков проекта BELLA в 2006 г.

В отличие от традиционных ускорителей, использующих модулированные электрические поля, плазменный акселератор генерирует волны плотности электронов, распространяющиеся в плазме. Такие волны захватывают свободные электроны плазмы и разгоняют их за короткое время до очень высоких энергий.

«BELLA станет исключительным инструментом совершенствования физики лазеров и взаимодействия в веществе, — комментирует достигнутый результат Лимонс. — Пиковая мощность лазера дает нам доступ к новым режимам, таким как разработка компактных ускорителей частиц для физики высоких энергий или настольных лазеров на свободных электронах для исследования материалов и биологических систем».

Ожидается, что BELLA станет первым лазерным ускорителем, получившим пучок электронов с энергией 10 млрд электрон-вольт (10 ГэВ). Ранее, на стэнфордском линейном ускорителе уже была достигнута энергия 50 ГэВ, однако в противоположность этому традиционному акселератору частиц, имеющему протяженность две мили, собственно ускоряющая часть BELLA не превосходит одного метра в длину.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365