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超強(qiáng)超短激光:看最亮光源如何“造”出大能量

來(lái)源:人民網(wǎng)-科普中國(guó)2017-08-14 我要評(píng)論(0 )   

不少人第一眼看到“超強(qiáng)超短激光”這個(gè)詞可能會(huì)對(duì)它產(chǎn)生誤解,超強(qiáng)很好理解,而超短,不少人容易把它理解為距離短,但實(shí)際上,這里的“短”是指時(shí)間短。

 
上海超強(qiáng)超短激光邁入國(guó)際領(lǐng)先水平。(張海峰/《新民晚報(bào)》)

什么是超強(qiáng)超短激光?

不少人第一眼看到“超強(qiáng)超短激光”這個(gè)詞可能會(huì)對(duì)它產(chǎn)生誤解,超強(qiáng)很好理解,而超短,不少人容易把它理解為距離短,但實(shí)際上,這里的“短”是指時(shí)間短。

據(jù)東方網(wǎng)報(bào)道,超強(qiáng)超短激光是人類目前已知的最亮光源,它能輸出巨大能量。通過(guò)以下公式:功率(瓦)=功(焦耳)/時(shí)間(秒),可以看出,相同的功,做功時(shí)間越短,功率就會(huì)越大;當(dāng)時(shí)間趨于無(wú)窮小的時(shí)候,功率就會(huì)趨于無(wú)窮大。對(duì)于1焦耳的能量,如果把激光的脈沖時(shí)間從1秒縮短到0.1秒,就得到了10瓦的功率;而如果從1秒縮短0.001秒,就能得到1000瓦的功率。

中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任冷雨欣在接受東方網(wǎng)采訪時(shí)表示,1拍瓦等于1000萬(wàn)億瓦,相當(dāng)于全球電網(wǎng)平均功率的500倍。我國(guó)實(shí)現(xiàn)的5拍瓦激光脈沖輸出,在時(shí)間尺度上是飛秒(秒的一千萬(wàn)億分之一)級(jí)別,其功率可達(dá)到5000萬(wàn)億瓦級(jí)別。有了超強(qiáng)超短激光之后,科研人員就可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)創(chuàng)造出可控的極端環(huán)境,進(jìn)行一系列物理現(xiàn)象的研究。

超強(qiáng)超短激光可以應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?


從某種程度上說(shuō),超強(qiáng)超短激光就像一種新型工具。《新民晚報(bào)》介紹,把地球接收到的太陽(yáng)總輻射能量聚焦到頭發(fā)絲粗細(xì)的尺度上,才能達(dá)到1拍瓦的激光脈沖聚焦后的強(qiáng)度。威力如此強(qiáng)大的激光,在臺(tái)式化加速器、超快化學(xué)、阿秒科學(xué)、材料科學(xué)、激光聚變、核物理與核醫(yī)學(xué)、高能物理等諸多領(lǐng)域皆有重大應(yīng)用價(jià)值,如超強(qiáng)超短激光可用于研制臺(tái)式化電子加速器和超快X射線源,揭示生命的奧秘;超強(qiáng)超短激光也可用于研制基于小型化激光質(zhì)子加速器的激光質(zhì)子刀,治療癌癥;超強(qiáng)超短激光還有一項(xiàng)著名的本領(lǐng)——用于產(chǎn)生反物質(zhì),研究天體物理和宇宙起源;甚至在將來(lái),超強(qiáng)超短激光還可用于真空結(jié)構(gòu)和暗物質(zhì)的探測(cè)。(孔睿)

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超強(qiáng)超短激光應(yīng)用領(lǐng)域
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