獨家分析：中國激光技術到底處於什麼水平！

物理學家們越來越接近於建立強大的激光器，以便從真空中解脫出來。

根據1月24日在「科學」雜誌上發表的一篇報道，中國科學家小組今年正準備著手在上海舉辦一個名為「極光之站」（即SEL）的100瓦激光器。這使得他們在世界各地的科學家的廣泛領域的前沿，他們正在努力實現一個由美國和法國物理學家小組在2010年「物理評論快報」雜誌上發表的預測，一個足夠強大的激光可能會導致電子出現的真空。

想像電子可能出現在空曠的空間似乎很奇怪。但是，從量子電動力學的一個奇怪的主張來看，它更有意義：「空」空間根本不是空的，而是由密集的物質和反物質組成的。這些對緊緊地填補了所有事物之間的空白，量子電動力學狀態 - 它們並沒有以任何明顯的方式與宇宙其他部分相互作用，因為它們相互抵消。

因此，考慮到中國激光不會創造出更多的東西，因為它可以進入人類可以感知的世界。其強大的能量脈衝將導致電子從反物質雙胞胎，正電子，研究人員可以檢測到的方式分離。

然而，建立一個足夠強大的激光器是一個困難的（而且是昂貴的）技術挑戰。據科學報道，100W的能量比世界上所有電網的總能量多出10000倍。

一台較小的中國激光器，上海超強激光超快激光設備，到今年年底可能達到10個Petawatts。（這是全球所有電網功率的1000倍）。那麼激光器如何能夠達到這些巨大的功率水平呢？

正如「科學」雜誌報告的作者所解釋的那樣，權力是兩件事的函數：能量和時間。在1秒的時間內釋放1焦耳的能量，那就是1瓦。1 小時內釋放焦耳，僅為0.28毫瓦（28瓦的百分之二十）。但是釋放的焦耳只有百萬分之一秒，那就是100萬瓦特，或1兆瓦。

所有超級激光器都以某種方式依靠短時間釋放大量能量，放大和彎曲光束，使得所有的能量在更短的時間內到達其目標，科學文章報道。

根據「科學」雜誌的報道， 到2023年，SEL可以攻擊3微米（百萬分之一米，或者一個大腸桿菌的寬度）的目標，並且具有100瓦的功率。

從長遠來看，高重複PW脈衝加速的電子可以削減粒子物理學家的夢想機器的成本：一個長達30公里的正負電子對撞機，將成為歐洲粒子物理研究所（CERN）的大型強子對撞機的繼任者，歐洲粒子瑞士日內瓦附近的物理實驗室。倫敦帝國理工學院（Imperial College London）的等離子物理學家斯圖爾特·芒格斯（Stuart Mangles）說，一台基於100-PW激光器的設備至少可以比現在設想的100億美元的機器便宜10倍。

直線對撞機和快速火焰光學瞄準鏡都需要每秒數千甚至上百萬的鏡頭，遠遠超過當前的技術水平。Mourou和他的同事正在研究一種可能性，就是試圖將成千上萬個快速發射光纖放大器的輸出結合起來，而這些放大器不需要用閃光管來泵浦。另一種選擇是用二極體激光器代替閃光管，這種激光器價格昂貴，但在批量生產時可能會更便宜。

但是，李的集團在中國以及美國和俄羅斯的同行都在集中力量。IAP的激光物理學家Efim Khazanov說，假設政府同意這個成本約為120億盧布（約合2億美元），XCELS可能會在2026年左右開始運行。與此同時，OPAL將會在5000萬美元到1億美元之間相對討價還價，Zuegel說。

但是第一台破解真空的激光器很可能是中國的SEL。去年7月，一個國際科學家委員會將激光器的概念設計描述為「毫不含糊和令人信服」，李希望今年年初獲得政府批准撥款約1億美元。李說，隨著世界上最強大的激光器打開，其他國家也不必感到遺憾，因為SEL將作為國際用戶設施運行。祖格爾說，他不喜歡「第二」，但承認中國的集團處於有利的地位。他說：「中國有很多錢。「而且它有很多非常聰明的人，它仍然在趕上很多技術，但它正在快速趕上。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！