Los fuegos láser de Berkeley emiten pulsos cientos de veces más potentes que todas las plantas eléctricas del mundo combinadas - Las Ciencias - 2020

Tabla De Contenidos:

Anonim

Parpadea y te lo perderás. No parpadees, y todavía te lo perderás.

Imagine un dispositivo capaz de entregar más energía que todas las plantas eléctricas del mundo. Pero esto no es un apoyo para la próxima película de James Bond. Un nuevo láser en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley fue puesto a prueba el 20 de julio, y emitió pulsos con un petawatt de potencia una vez por segundo. Un petawatt es 1015 watts, o 1,000,000,000,000,000 watts, aproximadamente 400 veces más que la producción instantánea combinada de todas las plantas eléctricas del mundo.

¿Cómo es eso posible? Bueno, los pulsos en el Acelerador Láser Berkeley Lab (BELLA) son extremadamente poderosos y extremadamente cortos. Cada ráfaga de petawatt dura solo 40 femtosegundos, o 0.00000000000004 segundos. Dado que dispara solo un breve pulso por segundo, la potencia promedio del láser es de aproximadamente 40 vatios, lo mismo que una bombilla incandescente en una lámpara de lectura.

El láser de BELLA no es el primero en tener tanta potencia: un láser en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, a solo una hora de viaje desde Berkeley, alcanzó 1,25 petawatts en la década de 1990. Y la Universidad de Texas en Austin tiene su propio láser de alta potencia, que alcanzó la marca de 1.1 petawatt en 2008. Pero el láser de Berkeley es el primero en entregar pulsos de petawatt con tal frecuencia, dice el laboratorio. A plena potencia, para comparación, el láser Texas Petawatt puede disparar una vez por hora.

Imagen simulada de láser acelerando electrones en un plasma. Crédito: Cameron Geddes, Programa LOASIS, en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación de Energía, NERSC

El Departamento de Energía planea usar el poderoso láser para impulsar un acelerador de partículas muy compacto a través de un proceso llamado aceleración de campo de vigas láser, que aumenta los electrones a altas energías para usar en colisionadores o para aplicaciones de imágenes o médicas. Los haces de electrones ya están en uso para producir pulsos brillantes de rayos X para imágenes de alta velocidad. Un pulso de láser intenso puede ionizar los átomos en un gas, separando los electrones de los protones para producir un plasma. Y ondas talladas con láser en el plasma azul en la imagen de la derecha barrer electrones verde , acelerándolos hacia afuera a casi la velocidad de la luz.

El director de BELLA, Wim Leemans, dice que los primeros experimentos del proyecto buscarán acelerar los haces de electrones a energías de 10 mil millones de voltios de electrones (o 10 GeV) disparando el láser a través de un aparato basado en plasma de aproximadamente un metro de largo. El aparato láser en sí es bastante más grande, llenando una habitación de buen tamaño ver foto superior . Para comparación, el Centro de Acelerador Lineal Stanford recientemente rediseñado produjo haces de electrones de 50 GeV desde un acelerador de 3.2 kilómetros de longitud.

Los puntos de vista expresados ​​son los del autor (es) y no son necesariamente aquellos.