Een nieuw gebouwde faciliteit van de Universiteit van Michigan die de thuisbasis zal zijn van de krachtigste laser in de Verenigde Staten, organiseert deze week zijn eerste experiment, terwijl het land opnieuw concurrerend wil worden op het gebied van krachtige laserfaciliteiten.

Het experiment zal worden uitgevoerd bij ZEUS - een afkorting van Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System - door onderzoekers van de Universiteit van Californië, Irvine. Ze reisden naar Ann Arbor als onderdeel van hun onderzoek naar extreem intense interacties van licht en materie, en hoe dergelijke interacties kunnen worden benut om deeltjesversnellers te verkleinen.

Op het hoogtepunt van zijn vermogen zal ZEUS een laser van 3 petawatt zijn.

Drie petawatt is "3 met 15 nullen erachter", zegt Louise Willingale, universitair hoofddocent elektrotechniek en computerwetenschappen in Michigan.

En "3 petawatt is 3000 keer krachtiger dan het Amerikaanse elektriciteitsnet", zei ze.

Michigan heeft $ 18,5 miljoen ontvangen van de National Science Foundation om ZEUS op te richten als een federaal gefinancierde internationale gebruikersfaciliteit.

Aanvankelijk zal de faciliteit - gehuisvest in een gebouw dat de thuisbasis is van UM's Gérard Mourou Center for Ultrafast Optical Science - onderzoeksteams huisvesten die experimenten uitvoeren die een fractie van het volledige vermogenspotentieel van de laser gebruiken. Het systeem zal geleidelijk opvoeren en ZEUS zal naar verwachting in de herfst van 2023 beginnen met zijn kenmerkende experimenten.

De VS bouwden een kwart eeuw geleden 's werelds eerste petawatt-laser, maar hebben geen gelijke tred gehouden met ambitieuzere systemen in Europa en Azië. Hoewel ZEUS niet dezelfde brute kracht heeft als zijn tijdgenoten in het buitenland, zal zijn aanpak een laser simuleren die ongeveer 1 miljoen keer krachtiger is dan zijn 3 petawatt.

ZEUS zal in de eerste plaats extreme plasma's bestuderen, een toestand van materie waarin de elektronen genoeg energie hebben om aan atomen te ontsnappen, waardoor een zee van geladen deeltjes ontstaat. Bijna het hele universum is gemaakt van plasma. De zon is een voorbeeld van een plasma.

Van experimenten wordt verwacht dat ze bijdragen aan het begrip van hoe het universum op subatomair niveau werkt en hoe materialen op snelle tijdschalen veranderen. Wetenschappers hopen ook dat ze leiden tot de ontwikkeling van kleinere en compactere deeltjesversnellers voor medische beeldvorming en behandeling.

ZEUS zal "een enorm scala aan toepassingen hebben in wetenschap, technologie, techniek en geneeskunde", zei Willingale.

Voorstellen om ZEUS te gebruiken zullen worden beoordeeld door een extern panel bestaande uit wetenschappers en ingenieurs. Vanwege de NSF-financiering zijn er geen kosten verbonden aan gebruikers wiens experimentvoorstellen zijn geselecteerd om onderzoek uit te voeren, behalve dat ze hun eigen reiskosten naar de faciliteit moeten betalen.

De voorstellen zullen worden geselecteerd op wetenschappelijke waarde en technische haalbaarheid, zei Willingale.

Franklin Dollar, een universitair hoofddocent in Cal-Irvine's Department of Physics &Astronomy, en vier UCI-afgestudeerde studenten arriveerden vorige week in Michigan om te beginnen met de voorbereiding van hun experiment.

"Een van de grootste uitdagingen in ons vakgebied is toegang tot intens laserlicht van hoge kwaliteit," zei Dollar. "ZEUS zal niet alleen de krachtigste laserstraal op het continent zijn, maar misschien nog belangrijker, zal meerdere krachtige stralen leveren.

"In plaats van alleen zeer energetische plasma's van een laser te maken, is er een tweede straal die ook met het plasma kan interageren," zei hij.

ZEUS is een upgrade van de 0,5 petawatt-laser van de University of Michigan, bekend als HERCULES.

Hoewel onderzoekers uit Michigan dolblij zijn met de geboorte van ZEUS, zijn ze zich ervan bewust dat hun naamgevingsconventies niet precies in overeenstemming zijn met de chronologie van de Griekse mythologie.

"HERCULES was de voorloper van ZEUS," zei Willingale. "Het is een beetje achterlijk, want Hercules was de zoon van Zeus.

'Dus we bouwen de vader op naar de zoon.' + Verder verkennen

Egypte:Ruïnes van oude tempel voor Zeus opgegraven in Sinaï

© 2022 The Associated Press. Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitgezonden, herschreven of opnieuw verspreid zonder toestemming.