Ученые из Мичиганского университета в данное время производят модернизацию находящегося в их распоряжении лазера Hercules, который является самым ярким лазером в мире на сегодняшний день. Сейчас этот лазер способен вырабатывать импульсы света с пиковой мощностью 300 тераватт (ТВт), но после замены некоторых морально устаревших компонентов мощность импульса лазера сможет быть увеличена до 1000 ТВт. А появление на свете столь мощного лазера может привести к ряду прорывов в области астрофизики, материаловедения, медицины и других областей.
Лазер Hercules был запущен в работу в 2007 году и он удостоился места в Книге мировых рекордов Гиннеса, как самый яркий в мир лазера с фокусированным лучом (Highest Intensity Focused Laser). Мощность потока света в точке фокусировки луча лазера Hercules составляет 20 секстиллионов Ватт на квадратный сантиметр. Ближайшим конкурентом лазера Hercules является лазер Diocles, находящийся в университете Небраски-Линкольна. Мощность импульса лазера Diocles составляет “всего” 100 ТВт, но он способен вырабатывать импульсы с частотой в 100 раз быстрее лазера Hercules.
Производимая модернизация лазера Hercules позволит поднять мощность его импульса сначала до 500, а затем и до 1000 ТВт. Что, соответственно, удвоит и утроит его и без того рекордную яркость. Увеличение мощности и интенсивности станет возможным благодаря замене трех из пяти старых лазеров накачки, оптических устройств, усиливающих сверхкороткие импульсы света. Эти лазеры накачки были изготовлены более 10 лет назад, на то время оны были единственным вариантом, обеспечивающим достижение 300 ТВт пиковой мощности. Но уже современные достаточно средние лазеры накачки, выпускаемые чуть ли не серийно, значительно превосходят по всем параметрам лазеры 10-летней давности.
Так чего же можно достичь путем фокусировки эквивалента всего солнечного света, падающего на Землю, на поверхность, размером с песчинку? Исследователи из Мичиганского университета утверждают, что такие лазеры могут стать основой “настольных вариантов” ускорителей частиц, мощность которых эквивалентна мощности нынешних ускорителей, длиной в несколько километров. Помимо этого, наличие лазеров столь высокой яркости позволит, наконец, произвести проверку пока еще неподтвержденной в большей части теории квантовой электродинамики, которая описывает квантовые взаимодействия между светом и материей.
“Модернизация лазера Hercules позволит нам проводить при его помощи большее количество более разнообразных экспериментов” – рассказывает Карл Крушельник (Karl Krushelnick), директор научного Центра сверхскоростной оптики (Center for Ultrafast Optical Science) Мичиганского университета, – “Новые возможности лазера позволят нам подойти к границам физики плазмы, туда, где влияние квантовых эффектов начинает выдвигаться на первую роль”.