密歇根大學新建成的一個設施將成為美國最強大的激光器的所在地，本周將舉行它的第一次實驗，因為美國正尋求在高功率激光設備領域再次具有競爭力。
該實驗將由加州大學歐文分校的研究人員在 ZEUS（Zettawatt 等效超短脈沖激光系統的縮寫）進行。他們前往Ann Arbor，以研究光和物質之間極其強烈的相互作用，以及如何利用這種相互作用來縮小粒子加速器。
密歇根州電氣工程和計算機科學副教授 Louise Willingale 說：“3 拍瓦是3后面有15個零”。
她說：“3拍瓦的功率是美國電網功率的3000 倍”。
美國國家科學基金會授予密歇根州1850萬美元用于將ZEUS建立為聯邦政府資助的國際用戶設施。
最初，該設施位于U-M的 Gérard Mourou 超快光學科學中心所在地的一棟大樓內，將容納研究團隊進行實驗，這些實驗使用了激光全部功率潛力的一小部分。該系統將逐漸增加，ZEUS預計將在 2023 年秋季開始其標志性的實驗。
美國在 25 年前建造了世界上第一臺拍瓦激光器，但沒有跟上歐洲和亞洲更雄心勃勃的系統。雖然ZEUS的原始功率與海外同時代產品不同，但它的方法將模擬一種比其3拍瓦功率大約100萬倍的激光。
ZEUS主要將研究極端等離子體，這是一種物質狀態，其中電子有足夠的能量逃離原子，產生帶電粒子的海洋。幾乎所有可見的宇宙都是由等離子體組成的。太陽就是等離子體的一個例子。
預計實驗將有助于理解宇宙如何在亞原子水平上運行以及材料如何在快速的時間尺度上發生變化。科學家們還希望他們能夠開發出更小、更緊湊的粒子加速器，用于醫學成像和治療。
Willingale說：“ZEUS將在科學、技術、工程和醫學領域有廣泛的應用”。
使用ZEUS的提案將由一個由科學家和工程師組成的外部小組進行評估。由于美國國家科學基金會的資助，實驗提案被選中進行研究的用戶除了提供他們自己前往設施的旅行費用外，將無需支付任何費用。
Willingale說，這些提案將根據科學價值和技術可行性進行選擇。
上周，加州大學歐文分校物理與天文學系副教授Franklin Dollar和四名加州大學歐文分校的研究生抵達密歇根州，開始為他們的實驗做準備。
“我們領域的主要挑戰之一是獲得高質量、強激光，”Dollar 說。“ZEUS不僅將成為歐洲大陸上最強大的激光束，或許更重要的是，它會提供多束強大的光束。
他說：“不僅僅是用激光制造高能等離子體，還可以用第二束光與等離子體相互作用。”
ZEUS是密歇根大學0.5兆瓦激光器的升級版，該激光器被稱為“HERCULES”。
雖然密歇根的研究人員對ZEUS的誕生興奮不已，但他們也意識到，他們的命名慣例與希臘神話的時間順序并不完全一致。
“HERCULES是ZEUS的祖先，”威靈頓說。“這有點倒退，因為HERCULES是ZEUS的兒子。”
“所以，我們以子造父。”
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