دانشمندان توانستند پس از ده سال تلاش، لیزری با توان ۱۰۰ زتاوات تولید کنند

دانشمندان توانستند در علم لیزر به تکنولوژی دست پیدا کنند که می‌تواند به ما از مطالعه در پیدایش کیهان گرفته تا درمان سرطان کمک کند. پس از ده سال مطالعه، دانشمندان در مقاله‌ای از تولید لیزری صحبت کردند که توان آن در هر سانتی‌متر مربع ۱۰۰ میلیارد تراوات یا ۱۰۰ زتاوات (۱۰ به توان ۲۳) است. برای اینکه تصویر دقیق‌تری از توان این لیزر داشته باشیم، می‌توانیم بگوییم که اگر تمام نوری که از خورشید به زمین می‌رسد را در یک دانه شن جمع کنیم، قدرت آن با توان این لیزر برابری می‌کند. چنین قدرتی در این لیزر تنها در کسری از ثانیه تولید می‌شود.

دانشمندان برای تولید چنین لیزری، تقویت‌کننده‌ای را طراحی کردند که هنگام عبور اشعه لیزر از آن می‌تواند حرکت فوتون‌ها را تقویت، بازتاب و کنترل کند. از آنجایی که نور خاصیت ذره-موجی دارد، یعنی همزمان مانند موج و یک ذره رفتار می‌کند، این تیم برای اینکه بتواند تمام نیروی لیزر را در یک نقطه جمع کند باید بتواند جبهه موج لیزر را کنترل کند.

تولید چنین لیزری با قدرت فوق‌العاده بالا به مدت ده سال طول کشید. آن‌ها توانستند در سال ۲۰۱۷ لیزری را توسعه دهند که در هر فمتوثانیه (۱۰ به توان منفی ۱۵ ثانیه) به توان ۱۰۱۵ وات برسد و سپس توانستند این توان را در یک میکرومتر جمع کنند. برای چنین کاری می‌بایست از یک آینه متغیر استفاده می‌کردند تا بتوانند جبهه موج لیزر را کنترل و متمرکز کنند.

دانشمندان می‌گویند که با استفاده از چنین اختراع بزرگی می‌توانند با واکنش بین دو پرتو نوری، تولید جفت الکترون-پوزیترون را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنند. احتمال می‌رود که چنین پدیده‌ای در اوایل عمر کیهان رخ داده باشد و هم اکنون در انفجارهای ابرنواختری و سیاه‌چاله‌ها اتفاق می‌افتد و با شبیه‌سازی آن در آزمایشگاه‌ها می‌توانیم به مطالعه کیهان اولیه بپردازیم. همچنین می‌توانیم با آن پرتوهای کیهانی را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کنیم و فقط به نظریات بسنده نکنیم.

همچنین این اختراع می‌تواند در پروتون تراپی برای درمان بیماری سرطان استفاده شود. در چنین روشی، برای از بین بردن تومورهای سرطانی، با لیزر به سمت این سلول‌ها پروتون پرتاب می‌کنند. اگرچه چنین تکنیکی می‌تواند موثر باشد، اما برای استفاده از آن به یک محافظ پرتو بزرگ و گران‌قیمت نیاز داریم.