中國團隊計劃打造 100 拍瓦的雷射裝置，進而實現「打破真空」現象

[peter]

中國團隊計劃打造 100 拍瓦的雷射裝置，進而實現「打破真空」現象
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高能雷射系統(HERCULES )更新了  1000 TW ?
https://phys.org/news/2017-10-power-world-intense-laser.html
Doubling the power of the world's most intense laser

If HERCULES can achieve 1,000 TW, it would once again be among the most powerful lasers in the U.S. Regardless, the bump in power will up the ante on its intensity record—currently 20 sextillion (2x10E22) watts per centimeter squared. The improved HERCULES should be able to double or even triple that intensity.

 

10E24 yotta    "佑"  septillion  
10E21  zetta  台灣單位是"皆"  sextillion
10e18  exr  Qyintillion    艾
10E15 peta  quadrillion   拍
10E12 tera  Trillion   兆     中國叫"太"  

http://wywu.pixnet.net/blog/post/22274306-%E5%9C%8B%E9%9A%9B%E5%96%AE%E4%BD%8D%E4%B9%8B%E5%89%8D%E7%B6%B4%E8%A9%9E-%28%E6%8E%A5%E9%A0%AD%E8%A9%9E%29



2017
http://www.cnbeta.com/articles/science/661575.htm
当前这套装置的发射功率为 300 太（3×10E14）瓦特，但只需更换部分落后的部件，其有望提升至 1000 太（1×10E15）瓦特，
从而推动天体物理学研究，以及制造出更加精准、快速、实惠的医用 X 射线。



自 2007 年激活以来，“大力神”就一直稳拿“高强度聚焦激光”的世界纪录，可产生每平方厘米强度 20 sextillion（2×10E19）瓦特的一束激光。

然而这个头把交椅的争夺相当激烈，比如美国内布拉斯加大学林肯分校的“狄俄克勒斯”（Diocles）激光
。虽然它的功率“只有”100 太（1×10E14）瓦特，但脉冲速度是“大力神”的 100 倍。


2004  
http://pansci.asia/archives/51295
美國密西根大學超快光學中心的科學家們﹐利用該中心的高能雷射系統(HERCULES= High Energy Repetitive CUos LasEr System)﹐製造出功率密度達8.5×10E21 watts/cm2的雷射光束﹐宣稱是至今最高的記錄。

HERCULES雷射是該中心的科學家們自製的一套鈦: 藍寶石雷射系統, 透過chirped pulse amplification (CPA) 的技術﹐可以產生達45 terawatts (1 tera = 10E12)的超短脈衝(在為時27 femtosecond的脈衝裡包含了1.2焦耳的能量)。他們是運用調適光學(adaptive optics) 的原理﹐將HERCULES射出的脈衝則先是經由一可變形的鏡子反射﹐來解決波前扭曲的問題﹐再將其通過一拋物面鏡進行聚焦中﹐以達成將雷射脈衝聚焦到最小尺寸的目的。藉著改變反射鏡的形狀﹐可以用來修正雷射光束中所有的扭曲﹐以使聚焦達到最佳化。而密西根大學的研究小組﹐利用這樣的技術﹐可以使所聚焦的雷射光達到6.6-8.5×10E21 watts/cm2的功率密度。


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http://hssszn.com/archives/21849
英國的中央雷射研究所(Central Laser Facility，CLF)和高平均功率脈衝雷射(High average power pulsed laser，HiLASE)所建成，高平均功率脈衝雷射是一項捷克國家研究和開發計畫，由國家物理研究所執行。



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國家點火設施 National Ignition Facility
 NIF目標是造成500太瓦（TW）能量的雷射在1微微秒的同一瞬間擊中球體
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9C%8B%E5%AE%B6%E9%BB%9E%E7%81%AB%E8%A8%AD%E6%96%BD

它被用來作為2013年電影《星際迷航：暗黑無界》進取號星艦中的曲速引擎核心的場景
https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-provides-backdrop-star-trek-darkness
National Ignition Facility provides backdrop for "Star Trek: Into Darkness"





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世界最強最強雷射在中國誕生！一皮秒能發射140萬億光子
2017年2月12日 - 圖為位於大連的「大連光源」

「神光」2號的總輸出能量達到了8萬億瓦，
「神光」4號，將用於具有劃時代意義的慣性約束核聚變研究。
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日本人發射了世界上最強大的雷射
2拍瓦(petawatts )或2萬億瓦，這等於世界上到現在為止所有消耗過的電力乘上1000倍
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  那來能量阿

[peter]

https://technews.tw/2018/02/02/this-laser-may-breaking-the-vacuum/

中國上海的實驗室裡，物理學家 Ruxin Li 和同事正在運用超強超短雷射實驗裝置（SULF），試圖製造出有史以來最強大的光脈衝，並在未來進一步實現「打破真空」（breaking the vacuum）現象。2016 年時，研究人員透過 SULF 創造出功率達到 5.3 拍瓦（Petawatt，10 的 15 次方瓦特）的光脈衝，每個脈衝的持續時間都不到一兆分之一秒，目前團隊正在升級實驗裝置，期望在今年底再次打破紀錄，達到 10 拍瓦的目標。

但 10 拍瓦究竟是什麼樣的數字？試著這麼想好了，如果將全世界電網的脈衝功率相加，再乘以 1,000 倍，大約就等於 10 拍瓦。

Science 報導指出，研究人員的野心還不只於此。2018 年，上海團隊計劃建造一個稱為「極光站」（SEL）、能產生 100 拍瓦的雷射裝置，透過與 20 公尺深的地下室配合，能夠創造出極端的溫度與壓力條件，對於天體物理和材料科學的研究都相當有幫助。

除此之外，雷射技術的突破對醫學方面的研究也有許多幫助，但其中更引人注目的，還是對高等物理研究方面的影響。

就如同著名的 E = mc² 方程式的內容，在愛因斯坦的理論中，物質和能量是能進行互換，只是目前的情況，儘管核子武器已證明能將物質轉換為巨大的熱量與光，但要相反過來進行卻並不是這麼容易。

研究團隊認為，未來如果能將 SEL 雷射裝置產生的 100 拍瓦光脈衝聚焦到極微小的區域，光線將會具有足夠能量在空間中創造出電子和正電子（Positrons，電子的反粒子），實現稱為「打破真空」（breaking the vacuum）現象。

Ruxin Li 認為，這項工作非常令人興奮，「這意味著你可以從無到有製造出一些東西。」量子電動力學（QED）理論中，真空並不像古典物理學認為的那麼空洞。由於量子力學的不確定性，在短得難以注意到的時間裡，電子和正電子相互閃爍存在，由於相互之間的吸引力，它們在碰撞時會直接湮滅，釋放出能量。

然而，在非常高強度的雷射光脈衝下，電場強度或許有機會打破電子和正電子間的吸引力，並促使它們開始擺動發出伽馬射線，並在後續過程釋放出足以探測到的輻射量，進而鞏固量子電動力學的預測及理論。

除了處於領先地位的上海團隊外，其他國家的研究團隊也在積極追趕而來。歐洲 ELI 中心預計將在未來幾年內打造 10 拍瓦的雷射裝置，日本有 30 拍瓦裝置的提案，俄羅斯的 XCELS 中心則對 180 拍瓦裝置已著手設計。

如此激烈的競爭下，究竟哪個團隊能率先取得成功仍是未知之數，但就像俄羅斯國家科學院（RAS）應用物理研究所前主任 Alexander Sergeev 所說，「這會是全新的物理學。」