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中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢

中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢近日,「中科院上海光機所利用超強超短激光成功產生反物質」這則新聞廣為傳播。這是國內首次對利用激光產生反物質進行了報道。不過,很多網友在被「反物質」一詞吸引時,卻忽略了背後另一個更重大且更具有戰略意義的成就——中國在「超強超短激光」上的一些突破。


什麼是「超強超短激光」?不少人第一眼看到「超強超短」會對其發生誤解。超強很好理解,而超短,不少人會把其理解成「距離上的長短」,但實際上,這裡的「短」是時間上的長短。大功率激光一直是各國都夢寐以求的,因為它能幹的事實在太多,比如廣大軍事愛好者們所熟知的激光武器,還有製造人工可控核聚變所需的苛刻條件等等。中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢


耗資數十億美元所建造的美國「國家點火裝置」中使用的燃料球,他們所使用192門激光在十億分之一秒的時間內同時發射並擊中鉛筆頭大小的燃料球,從而引發核聚變。然而,大功率激光並非是那麼容易就可以產生的,並不是說給一個激光設備提供越大的能量,激光的功率就會越大。顯然,單純地提供大能量以進一步提高激光的功率現在已經變得很難,造價也越發昂貴。
中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢超強超短激光功率如此的大,以至於,它能產生很多極端條件,而這些條件只有在恆星內部或是黑洞邊緣才能產生。

一、超強的光強


目前,超強超短激光所能獲得的最高光強為10^22瓦/平方厘米。這是一個多大的光強呢?如果我們把地球上接收到的太陽總輻射同時聚焦在一根頭髮絲粗細的尺度上,獲得的光強也只有10^21瓦/平方厘米。中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢二、超高的能量密度


超強超短激光目前可以達到3×10^10焦耳/立方厘米,這相當於是在1立方厘米的小體積內爆炸20噸的TNT炸藥。


三、超強的光壓

光會產生壓力,這就是光壓,也叫輻射壓。還在科幻中的「太陽帆」就是以此為動力。太陽產生的光壓很小很小,但是超強超短激光產生的光壓接近大氣壓的1萬億倍。中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢


中科院上海光機所此次還製造出了反物質,也就是正電子,它有什麼用?眾所周知,只有當光子從樹葉上反射並進入我們的眼睛時,我們才能看到那片樹葉。而很多航空航天所需要的重要材料,其被生產出來,或者使用過以後後,我們很想了解其內部的微觀結構、缺陷狀態等信息,但又不能破壞材料本身,怎麼弄?當然得使用無損探測。


而超強超短激光可以在材料內部製造出反物質,也就是大量正電子,這些正電子與材料內部的電子發生湮滅,於是,電子的全部質量轉變成電磁輻射,並以伽馬光子射出,檢測這些光子,我們也就間接地探測到了材料的內部情況。利用正電子湮沒技術可以對材料內部進行原子尺度的缺陷和損傷進行探測。中國超級激光橫空出世,軍迷們期待已久的武器不再是夢


以上,只是超強超短激光的兩個應用,未來,也許我們會發現,以上只是兩個小應用而已。根據上海光機所所長李儒新研究員在「2015年國際光年報告會」上的介紹,2020年,在超強超短激光領域,可能實現以下夢想:產生納米尺度的光束並應用於顯微和存儲;基於激光的超精密鍾用於測量宇宙基本常數;激光聚變獲得較大突破,人類獲取清潔可持續能源邁出很大的一步;從飛秒激光發展到阿秒激光(阿秒脈衝),並以此探測電子的運動和化學反應。

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