بزودی لیزرها به درون خلاء نفوذ می‌کنند

فیزیکدانان به ساختن لیزهایی نزدیک شده‌اند که به اندازۀ کافی برای بیرون کشیدن ماده از خلاء قدرتمند است. گروهی از دانشمندان چینی، امسال آمادۀ ساختن لیزرِ ۱۰۰ پتاواتی در شانگهای هستند که ایستگاه اکستریم لایت(SEL) نام دارد.

آسان‌تر است تصور کنیم که لیزر چینی به اندازۀ کافی ماده نخواهد ساخت زیرا باعث می‌شود به جهانی وارد شود که انسان‌ها می‌توانند آن را درک کنند. پالس‌های قدرتمند انرژی آن موجب می‌شود که الکترون‌ها از دوقلوهای پادمادۀ خود، پوزیترون‌ها، جدا شوند؛ طوری که محققان می‌توانند تشخیص دهند. با این حال ساختن لیزری که به اندازۀ کافی قدرتمند باشد، چالشی فنی و دشوار (و گران) است. طبق گزارش محققان این قدرت حدود صد پتاوات تقریباً ۱۰۰۰۰ بار پرانرژی‌تر از زمانی است که تمام شبکه‌های برق جهان با هم ترکیب شوند.

اما یک لیزر کوچک‌ترِ چینی( تجهیزات لیزر فوق‌العاده سریعِ فوق‌العاده قدرتمندِ شانگهای) می‌تواند تا پایان سال جاری به ۱۰ پتاوات دست یابد. (این ۱۰۰۰ برابرِ برقِ تمام شبکه‌های جهان است.) پس لیزرها چگونه می‌توانند به این سطوح عظیم قدرت دست یابند؟

همان طور که نویسندگان توضیح دادند، برق تابع دو چیز است: انرژی و زمان. اگر یک ژول انرژی در یک ثانیه آزاد شود، برابر با یک وات است. اگر یک ژول در یک ساعت آزاد شود، فقط ۰٫۲۸ میلی‌وات است. اما اگر یک ژول فقط در یک میلیونیوم ثانیه آزاد شود، آن یک میلیون وات، یا یک مگاوات است. تمام لیزرهای قدرتمند به طریقی به آزادسازی مقادیر زیادی انرژی در طول دوره‌های زمانی کوتاه، تقویت آن و خم کردنِ پرتوها متکی هستند، به طوری که تمام آن انرژی در دوره زمانیِ حتی کوتاه‌تری به هدف خود برسد. بر اساس گزارش منتشر شده این محققان می توانند تا سال ۲۰۲۳ فقط به اهدافِ سه میکرومتری (سه میلیونیومِ متر، یا به اندازۀ پهنای یک باکتریِ E. coli) با ۱۰۰ پتاوات قدرت، برسد.