国产超强激光:体积小效能惊人能达到20吨TNT
探索超强超短激光与反物质:中国的重大科技突破
近日,一则关于中国成功获得反物质的新闻引起了广泛关注。在众多网友为反物质着迷的却忽略了背后更为重大且意义深远的成就——中国在超强超短激光技术上的突破。让我们一起深入探讨这一令人振奋的科技进展。
为了理解超强超短激光技术的核心,我们不妨先了解一下美国“国家点火装置”中的燃料球技术。这一装置动用192门激光,在十亿分之一秒的时间内同时发射,击中如铅笔头大小的燃料球,从而引发核聚变。制造这种大功率激光并非易事。单纯地增加激光设备的能量并不一定能提高激光的功率,而且这样做成本高昂且技术难度极大。
那么,我们该如何突破这一难题呢?答案就在于“时间”二字。我们都知道功率、功和时间的关系:功率等于功除以时间。既然在功的增加上遇到困难,那么我们就在时间上做突破。时间越短,功率就越大。当时间趋于无穷小时,功率就会趋于无穷大。
当我们将激光的脉冲时间从秒缩短到皮秒级别时,激光功率达到了惊人的1,000,000,000,000瓦,也就是1万亿瓦。而我国的超短激光脉冲技术更是达到了飞秒级别,其功率比1万亿瓦还要多出3个零,达到了惊人的1000万亿瓦级别。
这种超强超短激光能产生超强的电场,利用这个电场可以加速粒子。目前,无论是国际还是我国的科研机构,都在进行利用激光加速粒子的相关实验。如果实验获得突破,那么超强超短激光将会让未来的各种直线加速器小型化,同时成本大大降低。
除了粒子加速应用,中科院上海光机所还成功制造出了反物质——正电子。那么正电子有什么用呢?在航空航天领域,我们经常需要了解某些重要材料的内部微观结构、缺陷状态等信息,但又不能破坏材料本身。这时,超强超短激光就派上了用场。它可以在材料内部制造出大量正电子,这些正电子与材料内部的电子发生湮灭,产生伽马光子射出。通过检测这些光子,我们就可以间接地探测到材料的内部情况。利用正电子湮没技术,我们可以对材料内部的原子尺度的缺陷和损伤进行探测。
这一技术的突破不仅为我们揭示了材料的神秘内部世界,更为未来的科技发展和应用开辟了广阔的道路。让我们共同期待这一技术在未来创造更多的奇迹!