Підвищення потужності: запуск найпотужніших лазерів Америки

На двох поверхах нижче корпусу фізики, математики та астрономії Техаського університету в Остіні лежить колосальний лазер, прихований від очей більшості студентів. Це лазер Texas Petawatt (TPW), один із найпотужніших лазерів у Сполучених Штатах і важлива частина мережі потужних лазерних лабораторій LaserNetUS Міністерства енергетики.

Як провідний лазерний науковець TPW з 2020 по 2024 рік, я мав рідкісну інсайдерську точку зору на щоденні операції та наукові відкриття в цьому фінансованому урядом дослідницькому центрі. Лазер TPW бере невеликий імпульс світла, розтягує його, щоб не пошкодити оптику, а потім посилює його, щоб створити сплеск потужності, більший, ніж уся електрична мережа США – і все це протягом трильйонної частки секунди.

За важкими подвійними дверима з логотипом TPW команда відданих науковців та інженерів невпинно працювала, щоб цей лазер петаватного класу працював і дозволив проводити новаторські експерименти. Від вирівнювання складної системи дзеркал і лінз до точного налаштування лазерних імпульсів, кожен аспект роботи TPW вимагав ретельної точності та досвіду.

Однією з ключових проблем було керування величезною потужністю лазера. З кожним пострілом, здатним перевищувати електричне навантаження на рівні мережі, команда повинна була ретельно контролювати потік енергії та переконатися, що оптика лазера може витримувати інтенсивне світло без пошкоджень. Це вимагало тонкого балансу розтягування, посилення та стиснення лазерних імпульсів, щоб створити бажану потужність.

Попри технічні складнощі, TPW служив центром для новаторських наукових досліджень, залучаючи дослідників з усієї країни, які змагалися за дорогоцінний час на цьому унікальному об’єкті. Від вивчення динаміки фізики плазми до дослідження потенціалу лазерного термоядерного синтезу, TPW дозволив провести широкий спектр передових експериментів, які розширили межі наукового розуміння.

На жаль, у 2024 році шлях TPW закінчився через скорочення фінансування, що залишило порожнечу в потужних лазерних можливостях країни. Закриття цього об’єкта стало значною втратою для наукової спільноти, оскільки неперевершена потужність і спеціалізоване обладнання TPW відкрили нові межі досліджень.

Коли я згадую про те, як я працював провідним лазерним науковцем у Texas Petawatt, мене вразила суцільна технічна складність і наукова важливість цієї чудової лазерної системи. Здатність TPW генерувати надзвичайні сплески потужності, зберігаючи при цьому точність і контроль, необхідні для новаторських експериментів, стала свідченням винахідливості та самовідданості всієї залученої команди.

Хоча TPW може більше не працювати, спадщина його наукових досягнень і уроки, засвоєні під час його роботи, продовжуватимуть формувати майбутнє досліджень надпотужних лазерів у Сполучених Штатах і за їх межами.