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中國團隊設計打造 100 拍瓦的雷射裝配,進而實現「打破真空」現象

(首圖來曆:上海科技大學)(首圖來曆:上海科技大學)
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(首圖濫觞:上海科技大學)
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中國上海的實行室裡,物理學家 Ruxin Li 和同事正在應用超強超短雷射嘗試裝配(SULF),試圖製造出有史以來最壯大的光脈衝,並在將來進一步實現「打破真空」(breaking the vacuum)現象。

2016 年時,研究人員透過 SULF 締造出功率到達 5.3 拍瓦(Petawatt,10 的 15 次方瓦特)的光脈衝,每個脈衝的持續時間都不到一兆分之一秒,目前團隊正在進級嘗試裝配,期望在本年底再次打破記載,達到 10 拍瓦的目標。

但 10 拍瓦究竟是什麼樣的數字?試著這麼想好了,如果將全球電網的脈衝功率相加,再乘以 1,000 倍,大約就等於 10 拍瓦。

Science 報導指出,研究人員的野心還不只於此。2018 年,上海團隊計劃建造一個稱為「極光站」(SEL)、能產生 100 拍瓦的雷射裝配,透過與 20 公尺深的地下室共同,可以或許締造出極真個溫度與壓力條件,對於天體物理和材料科學的研究都相當有幫助。
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除此之外,雷射技術的沖破對醫學方面的研究也有很多輔助,但此中更惹人注視的,照舊對高檔物理研究方面的影響。

就猶如著名的 E = mc² 方程式的內容,在愛因斯坦的理論中,物質和能量是能進行互換,只是今朝的環境,儘管核子兵器已證實能將物資轉換為巨大的熱量與光,但要相反過來進行卻並不是這麼輕易。

研究團隊認為,未來如果能將 SEL 雷射裝置產生的 100 拍瓦光脈衝聚焦到極微小的區域,光線將會具有足夠能量在空間中創造出電子和正電子(Positrons,電子的反粒子),實現稱為「打破真空」(breaking the vacuum)現象。

Ruxin Li 認為,這項工作很是使人興奮,「這意味著你可以從無到有製造出一些工具。」

▲ 宇宙長短常接近真空的情況。(Source:pixabay)▲ 宇宙長短常接近真空的情況。(Source:pixabay)
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▲ 宇宙長短常接近真空的情況。(Source:pixabay)
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量子電動力學(QED)理論中,真空並不像古典物理學認為的那麼空洞。由於量子力學的不肯定性,在短得難以注重到的時候裡,電子和正電子彼此閃爍存在,由於彼此之間的吸引力,它們在碰撞時會直接湮滅,釋放出能量。

但是,在很是高強度的雷射光脈衝下,電場強度也許有機遇打破電子和正電子間的吸引力,並促使它們最先擺動發出伽馬射線,並在後續進程釋放出足以探測到的輻射量,進而鞏固量子電動力學的猜測及理論。xyz

除處於領先地位的上海團隊外,其他國度的研究團隊也在積極追趕而來。歐洲 ELI 中間估計將在將來幾年內打造 10 拍瓦的雷射裝置,日本有 30 拍瓦裝配的提案,俄羅斯的 XCELS 中間則對 180 拍瓦裝置已著手設計。

如斯激烈的競爭下,事實哪一個團隊能率先獲得成功還是未知之數,但就像俄羅斯國度科學院(RAS)利用物理研究所前主任 Alexander Sergeev 所說,「這會是全新的物理學。」

Physicists are planning to build lasers so powerful they could rip apart empty space
This Laser Could Rip Apart Empty Space



本篇文章引用自此: https://tw.news.yahoo.com/%E4%B8%AD%E5%9C%8B%E5%9C%98%E9%9A%8A%E8%A8%88%E5%8A%83%E6%89%93%E9%80%A0-1
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