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美國(guó)密歇根大學(xué)的“大力神”（Hercules）激光裝置，衛(wèi)冕了“最高強(qiáng)度激光”的吉尼斯世界紀(jì)錄。但在拿到了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的 200 萬(wàn)美元升級(jí)經(jīng)費(fèi)之后，其功率強(qiáng)度將很快迎來(lái)翻倍。當(dāng)前這套裝置的發(fā)射功率為 300 太（3×1014）瓦特，但只需更換部分落后的部件，其有望提升至 1000 太（1×1015）瓦特，從而推動(dòng)天體物理學(xué)研究，以及制造出更加精準(zhǔn)、快速、實(shí)惠的醫(yī)用 X 射線。

 

新聞配圖（via：Joseph Xu，Michigan Engineering）

自 2007 年激活以來(lái)，“大力神”就一直穩(wěn)拿“高強(qiáng)度聚焦激光”的吉尼斯世界紀(jì)錄，可產(chǎn)生每平方厘米強(qiáng)度 20 se xtillion（2×1019）瓦特的一束激光。

然而這個(gè)頭把交椅的爭(zhēng)奪相當(dāng)激烈，比如美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的“狄俄克勒斯”（Diocles）激光。雖然它的功率“只有”100 太（1×1014）瓦特，但脈沖速度是“大力神”的 100 倍。

為了保持“大力神”的領(lǐng)先地位，就必須將功率升級(jí)至 500 太（5×1014）、甚至 1000 太（1×1015）瓦 —— 直接翻至 2~3 倍。

這需要更換五臺(tái)老化的激光泵（放大超短脈沖的組件）中的三臺(tái)，因?yàn)樗鼈兪窃?nbsp;10 多年前定制的，如今已經(jīng)被現(xiàn)成的商用激光泵給超越。

密歇根大學(xué)團(tuán)隊(duì)稱，更高功率的“大力神”激光，有助于將粒子加速器的尺寸縮小到“桌面”級(jí)別，而無(wú)需像歐洲核子研究委員會(huì)（CERN）那樣大動(dòng)干戈。

此外，它還能夠幫助世界各地的實(shí)驗(yàn)室探索天體物理的奧秘、很大程度上未經(jīng)測(cè)試的量子電動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域、獲悉光與物質(zhì)之間相互作用等研究。

更實(shí)用的例子是，由激光加速器產(chǎn)生的 X 射線，最終有望提升醫(yī)用 X 射線圖像。高能 X 射線不僅可強(qiáng)調(diào)骨骼這樣的致密材料，也允許對(duì)身體軟組織進(jìn)行更精密的掃描。

研究團(tuán)隊(duì)將它與核磁共振成像進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)醫(yī)用激光 X 射線可以更便宜、速度也更快。密歇根大學(xué)超快光科學(xué)中心負(fù)責(zé)人 Karl Krushelnick 表示：

本次升級(jí)可支持大量廣泛而不同的實(shí)驗(yàn)，催生了一些令人激動(dòng)的應(yīng)用、還開(kāi)辟了等離子體物理學(xué)的前沿新體系，量子現(xiàn)象將開(kāi)始發(fā)揮重要的作用。