新型激光理論功率超全世界電廠總和400倍

眨眼之間，你已錯(cuò)過(guò)它，不眨眼，你還是看不見(jiàn)它——它就是激光。想象一個(gè)這樣的設(shè)備——它能產(chǎn)生超過(guò)全世界所有發(fā)電廠的能量。這可不是下一部007電影的道具。7月20日，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)新型激光器完成了調(diào)試，能發(fā)射每秒鐘一次、達(dá)1帕瓦的脈沖。1帕瓦特等于1千萬(wàn)億瓦（1，000，000，000，000，000瓦）——約為全世界所有發(fā)電廠能量輸出的400倍。

貝拉激光

這可能嗎？事實(shí)上，雖然伯克利實(shí)驗(yàn)室的激光加速器（貝拉）的脈沖極強(qiáng)，但時(shí)間卻非常短，帕瓦級(jí)別的能量輸出僅持續(xù)40飛秒（0.00000000000004秒）。也就是說(shuō)，每秒鐘，只有一瞬間才發(fā)射脈沖，激光器的平均功率大約只相當(dāng)于臺(tái)燈上的那種40瓦燈泡。貝拉并不是第一個(gè)能產(chǎn)生如此強(qiáng)大能量的激光器。1990年，在距伯克利一小時(shí)車程的小島上，勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory）的激光能級(jí)一度達(dá)到了1.25帕瓦。另外，在2008年，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（University of Texas at Austin）用自己的高功率激光器，也達(dá)到了1.1帕瓦。但研究者稱，伯克利激光首次做到了以如此高的頻率發(fā)射帕瓦激光。在滿功率條件下，德克薩斯帕瓦激光僅能每小時(shí)發(fā)射一次。

等離子體中，激光正在對(duì)電子加速（模擬圖像）

能源署計(jì)劃，通過(guò)激光尾波場(chǎng)加速，利用高能激光驅(qū)動(dòng)緊縮型粒子加速器，將電子加速到高能狀態(tài)，這可以用于對(duì)撞機(jī)、成像和醫(yī)療等方面。目前，一般高速成像的原理，就是利用電子束所產(chǎn)生的明亮X射線脈沖。強(qiáng)激光脈沖可以電離氣體中的原子，使電子與質(zhì)子分開(kāi)，產(chǎn)生等離子體。等離子體中的激光雕刻波（右側(cè)圖中的藍(lán)色）聚集電子（綠色），并把它們加速到接近光速。貝拉激光的主管，維姆·利曼斯（Wim Leemans）說(shuō)，該項(xiàng)目的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，是使用一個(gè)1米長(zhǎng)的裝置（主要由加速器構(gòu)成）產(chǎn)生激光，并盡量用此激光把電子束加速到100億電子伏特（10 GeV）。激光儀器稍微有點(diǎn)大，一般的房間根本裝不下它。不過(guò)，要知道，最近剛剛轉(zhuǎn)變用途、能把電子束加速到50GeV的斯坦福線性加速器中心長(zhǎng)達(dá)3.2 公里，與之相比，貝拉似乎也沒(méi)那么大。