Самый мощный лазер в мире
5 самых мощных лазеров в мире на 2021 год
Лазерная установка – устройство, производящее концентрированный поток света заданной мощности. Для многих современных профессий она перестала быть фантастикой, став повседневным рабочим инструментом. За последние десятилетия мощность лазерного луча заметно выросла, что позволяет производителям говорить о новых возможностях и сферах применения.
Яркий, как Солнце
Для создания лазера сверхвысокой интенсивности южнокорейским ученым потребовалось 10 лет. В основе их детища – фемтосекундный лазер, мощность которого была многократно увеличена за счет сложной оптической системы. Исследования, проводимые с помощью установки, могут произвести переворот в понимании атомного мира.
Сверхинтенсивный луч огромной мощности концентрируется на поверхности в 1,1 микрометра, что в 50 раз тоньше человеческого волоса.
Данная особенность позволяет наблюдать химическое взаимодействие и движение отдельных частиц вещества. С помощью нового устройства ученые могут более подробно изучать жизнедеятельность атомов с возможностью их «потрогать». Такие способности «солнечного» лазера могут быть использованы в медицине, энергетике, астрофизике.
Синий лазер Panasonic
Сфера применения полупроводниковых лазеров ограничивается их мощностью. Такие установки незаменимы в операциях по обработке металла. Корпорация Panasonic презентовала новую разработку сверхмощного синего лазера, созданного на основе соединения WBS (объединение луча волновых длин) и DDL (прямые диоды).
Фактически, удалось скомбинировать высочайшую мощность и точность. Производство лазера, работающего в пределах 400-450 нанометров при увеличении удельного количества электронов в 100 раз, требует намного меньше электричества и дорогих сторонних материалов.
При этом, качество обработки металлических кромок данной установкой намного выше. Синий светодиодный лазер Panasonic крайне востребован в автомобилестроении, особенно для обработки медных деталей двигателей и аккумуляторов.
Японский LFEX
Лазер для экспериментов с быстрым зажиганием (LFEX) был построен учеными Университета Осаки. В длину установка достигает 100 метров, ее мощность в тысячу раз превышает все потребление электричества на нашей планете (2 петаватта).
При этом импульс вырабатывается за одну триллионную секунды.
Сфера применения этой сложной оптики пока не уточняется. Известно только, что ученые Осаки работают над новой установкой, превышающей мощность LFEX в 5 раз – 10 петаватт.
Техасский петаваттный лазер
Мощность техасской лазерной установки в 2 тысячи раз больше, чем мощность всех американских электростанций вместе взятых. Кроме того, по утверждению ее создателей, лазерный импульс ярче света Солнца на его поверхности.
Таких результатов удалось добиться, использовав для генерации нейтронов гамма-фотоны, в то время как ранее для этих целей применялись изотопы водорода.
Теперь же источник такой мощности может быть использован для изучения различных астрофизических процессов в лабораторных условиях, с последующим созданием сверхплотной плазмы или для производства энергии, полученной в результате управляемой термоядерной реакции.
BELLA из Беркли
Лазерная система BELLA, созданная Отделом исследований ускорителей и синтеза в лаборатории Беркли, вырабатывает электронные волны, которые перемещаясь через плазму, «подхватывают» свободные электроны и ускоряют их до предельно высоких энергий.
В этом ее главное отличие от других типов установок, которые используют электрические и магнитные поля для ускорения заряженных частиц. Такое новшество позволило добиться феноменальных результатов: установка вырабатывает лазерные импульсы мощностью в 1 петаватт длительностью 40 фемтосекунд раз в секунду.
Проще говоря, BELLA «стреляет» каждую секунду импульсом мощностью в один квадриллион ватт!
При этом длина ускорителя составляет 1 метр, а все остальные части установки помещаются в небольшой комнате. На сегодня это является абсолютным рекордом. Ожидается, что лазер будет использован в исследованиях физики высоких энергий и биологических систем.
Человечество стоит на пороге нового этапа, в перспективах которого выполнение сложнейших технологических операций, улучшение работы транспорта и связи, углубленное изучение космоса. И казавшийся ранее фантастическим лазерный луч сегодня используется в самых разных сферах, начиная с медицины и заканчивая индустрией развлечений.
Япония разожгла самый мощный в мире лазер
Ученые Университета Осаки утверждают, что зажгли самый мощный лазер в мире. 2-петаваттный (2 квадриллиона Вт) импульс длился всего одну пикосекунду (одну триллионную секунды). Для грубого сравнения: в 2013 году 50-киловаттный (50 000 Вт) лазер сбил беспилотник с расстояния двух километров. Мегамощный лазер Осаки называется LFEX (или «лазер для экспериментов с быстрым зажиганием») и в длину составляет больше ста метров. Хотя два петаватта представляет собой довольно большое количество энергии, идея петаваттного лазера не является новой. В США уже есть один такой лазер мощностью в один петаватт, принадлежащий Техасскому университету в Остине. Но этот лазер гораздо мощнее
Этот лазер длиной больше 100 метров
Самый мощный лазер в мире
Майкл Донован, заместитель директора техасского «Петаватта» (Texas Petawatt), говорит, что важно понимать, говоря о лазерах таких размеров, что в то время, как выходная мощность огромна, лазер использует не так много энергии.
Японский лазер LFEX
«Энергия Texas Petawatt, 150-200 Дж, эквивалентна энергии чашки кофе. Это энергия, которую 100-ваттная лампочка выжигает за 2 секунды». Мощность — это энергия за время, а поскольку одна пикосекунда — это относительно малый промежуток времени, выходная мощность получается огромной.
На видео ниже можно взглянуть на устройство лазера Texas Petawatt.
Впрочем, это не самая необычная разработка в индустрии лазеров. Вон Пентагон вообще разрабатывает «говорящие» лазеры. Здесь можно почитать, как они устроены.
Какая мощность у самого крупного лазера
Ученые Университета Осаки утверждают, что их импульс (2 петаватта за 1 пикосекунду) требует в сто раз меньше энергии лазера Техасского университета и в два раза превышает по выходной мощности.
Впрочем, до огромного лазера, вроде того, который был на Звезде Смерти, когда она взорвала Альдераан, нам еще далеко.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Где используются лазеры
В Южной Корее создали самый мощный в мире лазер Статьи редакции
Интенсивность его излучения позволит извлекать античастицы из вакуума.
Учёные из Южной Кореи объявили о создании рекордного лазера сверхвысокой интенсивности. Такая разработка открывает совершенно новые направления для исследований — от астрофизики до лечения рака.
Интенсивность импульса составила более 10²³ Вт на квадратный сантиметр.
Исследователи из Южнокорейского центра релятивистской лазерной науки (CoReLS) занимались разработкой более десяти лет, пытаясь превзойти показатели лазера Hercules Мичиганского университета, который генерировал лучи с на порядок меньшей интенсивностью — 10²² Вт/см².
Учёным удалось достигнуть этого с помощью фемтосекундного лазера сверхвысокой мощности (4 петаватта) и сложной оптической системы для усиления и фокусировки луча.
Система включает в себя ряд деформируемых зеркал для коррекции искажений и контроля волнового фронта. Для фокусировки лазера используется большое внеосевое параболическое зеркало. При этом диаметр луча составляет около 28 сантиметров, а цели — всего 1,1 микрометра, что в пятьдесят раз меньше диаметра человеческого волоса.
В процессе учёные используют камеру и датчик волнового фронта, чтобы отобразить и измерить отражённый лазерный луч, интенсивность которого, по их словам, сопоставима с фокусировкой всего солнечного света достигающего Земли на точку размером 10 микрон.
Этот высокоинтенсивный лазер позволит нам исследовать астрофизические явления, такие как электрон-фотонное и фотон-фотонное рассеяния прямо в лаборатории. Мы можем использовать его для экспериментальной проверки теоретических идей, которые были предложены столетие назад.
Колоссальная энергия импульсов позволит изучать взаимодействие света и материи на ранее недоступном уровне. Дело в том, что согласно теории квантовой электродинамики, у каждой элементарной частицы есть своя античастица. Однако при встрече вещества с антивеществом происходит бурная реакция, которая превращает их в фотоны, не имеющие размера и массы. Но лазерный луч — это не вещество, а значит им можно «касаться» античастиц и изучать их поведение без аннигиляции.
Из более прикладных применений разработки называется онкология. Сейчас лучевая терапия проводится на линейных ускорителях с помощью протонов высокой энергии, что требует радиационного экранирования. Использование лазеров для генерации этих протонов сделает такие системы менее дорогостоящими и, соответственно, более доступными.
Полная информация о разработке и исследованиях опубликована в журнале Optica.
А насадки все работают?
было 3-4 штуки таких в детстве. Помню в сумерках на метров 80 рисунок видно было. Эх.
Скок майнит? Где купить?
Комментарий удален модератором
Читаешь такие новости и жизнь кажется каким то Civilization: сделали какое-то открытие и тут же открывается целая новая ветка исследований
Так всегда было) наука бесконечна скорее всего. Та же квантовая физика лишь часть чего-то большего.
У нас у школе научный лазер был, чел на уроке физики заглянул в него во время работы, как итог остался слеп на один глаз 🤦♂️
Что сделали с учителем и школой?
Ебать, он у него сгорел грубо говоря или просто от сильной вспышки ослеп?
Где то была история про то как мужик примус подчинял в ускорителе частиц, а там то ли из-за ошибки, то ли из-за недосмотра разогнали частицу и прямо сквозь его лицо пустили.
Хоть рассказал что у видел?
Бугорский, Анатолий Петрович
Известен тем, что остался в живых после того, как в результате несчастного случая через его голову прошёл интенсивный пучок протонов крупнейшего советского ускорителя У-70.
. новое лазерное шоу для концерта BTS.
(͡ ͡° ͜ つ ͡͡°)
Звезда Смерти всё ближе и ближе.
Кароч, объясняю что да как.
Обычно лазерные лучи проходят друг сквозь друга в вакууме не взаимодействуя. Это проходят в школе и наблюдают в жизни. Однако когда лучи очень очень мощные, это правило нарушается.
Так происходит потому, что фотон, пока летит, на очень короткое время превращается в пары античастиц (обычно электрон-позитрон) и сразу же обратно. Этот процесс называется поляризация вакуума. В обычных условиях он даёт ничтожный вклад.
Но когда фотонов становится очень очень много (сверхинтенсивный свет), появляется шанс, что на пару электрон-позитрон может налететь другой фотон до того, как она превратится обратно в фотон. Чем больше интенсивность света, тем больше шансы. Наконец, если фотонов пипец как много, то пара частица-античастица накачается энергией настолько, что электрон и позитрон не схлопнутся обратно в фотон и разлетятся. Новый лазер наконец впервые позволит пронаблюдать такой процесс.
Я по этой шляпе диссертацию защищал, спрашивайте, если непонятно
Самый мощный лазер в мире
С момента создания в 1960 году Робертом Мейманом первого действующего лазера прошло чуть больше 50 лет, а прогресс шагнул вперед огромными шагами. Принцип действия любого лазера — накачка энергии, а затем ее преобразование в поляризованный и узконаправленный поток света с узким интервалом длины. Сегодня такие установки используются для изучения фундаментальных свойств материи, моделирования небольших сверхновых и подконтрольных реакций ядерного синтеза. И чем больше мощность лазера, тем сильнее он воздействует на участок. Ученые пробуют разорвать пространство и увидеть, как ведут себя частицы внутри атома.
Два комплекса претендуют на звание самого мощного лазера в мире.
Япония, Университет Осаки
27 июля 2015 года ученые обновили достижение, заявив, что на 100-метровой установке LFEX (Лазер для экспериментов с низкой инициацией) была достигнута сила в момент пика 2 петаватт.
Эта интенсивность превышает в тысячу раз все энергопотребление на планете, но весь процесс происходит за одну триллионную секунды, поэтому такая невероятная мощность выходит, так сказать, «компактно упакованной». При этом заряд энергии очень мал – 2 кДж (столько потребляет домашний электрочайник за 1 секунду), но фантастически силен за счет ее фокусирования. Весь импульс формируется за миллиардные доли микросекунды и луч света проходит через сложную систему линз, зеркал, компрессоров и транспортеров, расположенных на площади размером с небольшое футбольное поле.
Этой энергии будет недостаточно, чтобы вскипятить стакан воды, а вот на выходе получается кусок солнечной плазмы, расположенной на участке в несколько сантиметров.
Японцы не собираются останавливаться на достигнутом и в ближайшее время собираются увеличить рекорд самого мощного лазера в мире еще в 5 раз, до 10 петаватт.
Шанхай, Институт точной механики и оптики
Здесь еще в 2013 году добились аналогичной мощности в 2 триллиона ватт, только заряд энергии был намного меньше — 72,6 Дж. Этот лазер создали еще в 2007 году и достижения китайцев в этой области не могут не вызывать уважения, другое дело, что они не очень хотят делиться информацией с миром.
Любой мощный лазер обходится в десятки миллионов долларов, но он просто необходим для невероятного числа открытий. Причем, кроме разгадки тайн Вселенной достижения самого мощного в мире лазера можно использовать в медицине, физике и биологии, а также построить будущее человечество без выбросов углерода и ядерных отходов.
Это самый большой в мире лазер: на что он способен?
Представить себе мощность этой конструкции очень сложно, но вы все же попробуйте: колоссальный лазер способен разогреть мишень до 100 миллионов градусов.
Действующий с марта 2009 года, лазер NIF занимает 10-этажное здание площадью в три футбольных поля. Он имеет 192 отдельных лазерных луча, которые направляют всю свою энергию на небольшую цель размером менее сантиметра. Это происходит в одном, тщательно скоординированном импульсе, длящемся всего несколько миллиардных долей секунды. В возникающей в результате вспышке света создаются экстремальные условия, необходимые для ядерного синтеза — температура в 100 миллионов градусов Цельсия и давление, в 100 миллиардов раз превышающее давление земной атмосферы.
Чтобы понять, как NIF достигает таких поразительных результатов, стоит поближе взглянуть на то, что такое лазерный луч. Слово «лазер» является сокращением от английского light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света за счет стимулирования излучения). И в этом заключается ключ к тому, как работают эти устройства. Проще всего объяснить усиление сигнала на примере звуковой системы, где в аудиосигнал накачивается дополнительная энергия, чтобы сделать его громче, сохраняя при этом его точные характеристики, такие как амплитуда и длина волны. Лазер делает то же самое, но усиливает он свет, а не звук.
В случае NIF 192 лазерных луча постепенно усиливаются, проходя взад и вперед через пластины фосфатного стекла, легированного неодимом. Энергия для этого усиления поступает от серии мощных ламп, окружающих стеклянные плиты. Перед прохождением лучей интенсивный белый свет от этих ламп используется, чтобы поднять электроны внутри атомов неодима до очень высоких энергетических уровней.
Затем, когда лазерный импульс проходит через стекло, он запускает «стимулированное излучение». Избыточная энергия в атомах неодима высвобождается в виде большего количества световых волн, движущихся в том же направлении и с той же длиной волны, что и исходный импульс. Таким образом, лазерные лучи постепенно усиливаются при каждом проходе, в конечном итоге становясь более чем в квадриллион раз мощнее, чем на входе.