實現(xiàn)10的23次方瓦功率，探索量子電動力學現(xiàn)象，或許不再遙遠！

2020-10-05 10:58 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

在一項登上《應用物理快報》期刊上封面的新研究成果論文中，一個國際研究小組展示了一種提高激光強度的創(chuàng)新技術。這種基于光脈沖壓縮的方法，將有可能達到一種以前從未探索過的新物理學閾值：量子電動力學現(xiàn)象。

國家研究科學研究院(INRS)的讓-克洛德·基弗(Jean-Claude Kieffer)、俄羅斯科學院應用物理研究所的E·A·哈扎諾夫(E.A.Khazanov)和法國理工學院榮休教授

以及獲得諾貝爾物理學獎的熱拉爾·穆魯(Gérard Mourou)選擇了另一個方向，實現(xiàn)約10^23瓦(W)的功率，而且是在沒有增加激光能量的情況下實現(xiàn)，而是將脈沖持續(xù)時間減少到只有幾飛秒。這將使系統(tǒng)保持在合理的規(guī)模內(nèi)，并將成本保持在較低水平。為了產(chǎn)生盡可能短的脈沖，研究人員正在利用非線性光學效應，研究的合著者讓-克洛德·基弗在《應用物理快報》期刊上解釋道：

激光束穿過一塊非常薄且完全均勻的玻璃板，這種固體介質(zhì)中波的特殊行為拓寬了光譜，當它在板的出口處被重新壓縮時，可以產(chǎn)生更短的光脈沖。安裝在加拿大國立科學研究院的高級激光光源(ALLS)設施中，研究人員將能量限制在10飛秒脈沖的3焦耳或300太瓦(10^12W)。計劃在5飛秒內(nèi)以13焦耳的能量重復實驗或強度為3拍瓦(10^15W)。

這是世界上首批使用具有如此短脈沖激光器能達到這種功率水平的之一，如果我們實現(xiàn)了非常短的脈沖，就會進入相對論問題，這是一個非常有趣的方向，有可能將科學界帶入新的地平線，量子電動力學現(xiàn)象。而且這是一件非常好的作品，鞏固了這項技術的最大潛力。通過擴展薄膜壓縮的概念，利用1?mm厚的硅片和總反常色散為?50fs^2的啁啾反射鏡：實驗證明了從24fs到13fs亞拍瓦激光脈沖的非線性后壓縮。

測量是用特殊設計的無色散真空頻率分辨光學門實現(xiàn)，該門基于粘合在1?μmm熔融石英襯底上的10β-BaBO3晶體中測試脈沖的二次諧波產(chǎn)生。所使用的壓縮方案是在與高功率靶上實驗實現(xiàn)兼容的幾何結構中實現(xiàn)。根據(jù)第20-21-00123號研究項目，這項研究得到了俄羅斯聯(lián)邦科學和高等教育部、俄羅斯聯(lián)邦科學研究與研究中心和俄羅斯國家原子能公司、加拿大創(chuàng)新基金會、加拿大自然科學與工程理事會以及魁北克科學與創(chuàng)新部的支持。