Усиление мощности: запуск самых мощных лазеров Америки

Колоссальный лазер, спрятанный двумя этажами ниже Техасского университета в здании физики, математики и астрономии Остина, скрыт от взглядов большинства студентов. Это техасский петаваттный лазер (TPW), один из самых мощных лазеров в США и важнейшая часть сети мощных лазерных лабораторий LaserNetUS Министерства энергетики.

Как ведущий ученый по лазерам в TPW с 2020 по 2024 год, я имел редкий инсайдерский взгляд на повседневную работу и научные прорывы в этом финансируемом государством исследовательском центре. Лазер TPW принимает крошечный импульс света, растягивает его, чтобы не повредить оптику, а затем усиливает его, создавая всплеск мощности, превышающий мощность всей электрической сети США, - и все это за триллионную долю секунды.

За тяжелыми двойными дверями с логотипом TPW команда преданных своему делу ученых и инженеров неустанно работала над тем, чтобы этот лазер мощностью петаваттного класса работал и позволял проводить новаторские эксперименты. От настройки сложной системы зеркал и линз до точной настройки лазерных импульсов — каждый аспект работы TPW требовал высочайшей точности и профессионализма.

Одной из ключевых задач было управление огромной мощностью лазера. Поскольку каждый выстрел мог превзойти электрическую нагрузку на уровне сети, команде приходилось тщательно контролировать поток энергии и гарантировать, что оптика лазера сможет выдержать интенсивный свет без повреждений. Это требовало тонкого баланса растяжения, усиления и сжатия лазерных импульсов для создания желаемой выходной мощности.

Несмотря на техническую сложность, TPW служил центром новаторских научных исследований, привлекая исследователей со всей страны, которые боролись за драгоценное время на этом уникальном объекте. От изучения динамики физики плазмы до изучения потенциала лазерного синтеза – TPW позволил провести широкий спектр передовых экспериментов, которые раздвинули границы научного понимания.

К сожалению, развитие TPW подошло к концу в 2024 году из-за сокращения финансирования, оставив пробел в возможностях страны по производству мощных лазеров. Закрытие этого объекта стало значительной потерей для научного сообщества, поскольку беспрецедентная мощность и специализированное оборудование TPW открыли новые горизонты исследований.

Когда я размышляю о своей работе в качестве ведущего ученого в области лазеров в Техасском петаватте, меня поражает чистая техническая сложность и научная важность этой замечательной лазерной системы. Способность TPW генерировать невероятные приливы мощности, сохраняя при этом точность и контроль, необходимые для революционных экспериментов, стала свидетельством изобретательности и преданности делу всей участвовавшей команды.

Хотя TPW, возможно, больше не работает, наследие его научных достижений и уроки, извлеченные из его работы, будут продолжать формировать будущее исследований мощных лазеров в США и за их пределами.