美国最强激光ZEUS发射2拍瓦光束超全球发电量100倍

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发布于 2025-09-10 22:15:32 130

9月10日消息，美国ZEUS（Zettawatt Equivalent Ultrashort laser pulse System）激光设施成功发射了2拍瓦（2千万亿瓦）光束，成为美国当前运行中的最强激光，其峰值功率几乎是美国其他任何激光的两倍，超越了全球总发电量的100倍。这一壮举仅在极短的激光脉冲时间内实现，持续时间为25亿亿分之一秒。

研究团队通过重新设计气体靶室提升电子加速效率：当激光脉冲穿透氦气室时，会剥离原子形成等离子体，电子在“尾波场加速”效应下如同冲浪者追赶波浪般获得超高能量。

ZEUS的核心突破在于其紧凑设计——整套系统仅占用体育馆大小的空间。激光脉冲经四次能量注入后，被压缩成直径12英寸、厚度仅8微米（约为打印纸1/10）的极薄光斑，最终聚焦至0.8微米实现最大强度。

目前团队正全力攻克3拍瓦升级挑战，关键瓶颈在于直径18厘米的钛蓝宝石晶体制造——这种全球仅存数枚的特殊材料耗时四年半才完成。此前从300太瓦升至1拍瓦时曾出现光栅碳沉积问题，团队通过精确控制清洁周期确保实验安全。

今年ZEUS将启动其标志性实验：加速电子束与反向传播的激光脉冲对撞。在电子视角下，3拍瓦激光将等效于1泽瓦量级。

目前，ZEUS已进行15个月的用户实验，接待了来自22个机构的11个独立实验，共有58名实验者。