Khoa học công nghệ luôn thay đổi không ngừng, nhờ đó mà cuộc sống con người ngày càng được cải thiện và nâng cao từ đời sống đến tinh thần. Mới đây Trung Quốc đã đạt được bước đột phá mới trong chế tạo laser để tạo ra một loại laser cực mạnh có công suốt lên đến 100 petawatt, với nhiều ứng dụng thú vị mà loại laser này mang lại, hãy cùng wcbison.com theo dõi bài viết dưới đây để chúng ta có thể hiểu rỏ hơn về loại laser cực mạnh này của Trung Quốc các bạn nhé.
Mục tiêu tạo ra loại laser với công suất 100 petawatt
Đây là mục tiêu của một nhóm nghiên cứu tại Thượng Hải. Theo SCMP, nhóm nghiên cứu sẽ tạo ra tia laser với công suất 100 petawatt trong vòng 2 năm sắp tới. Mức năng lượng khổng lồ này sẽ giúp con người quan sát được những thứ nhân loại chưa từng thấy. Tạo ra các loại vật liệu mới cũng như có thêm các thành tựu về khoa học năng lượng.
Liu Jun, một thành viên của dự án Trạm Tia Cực sáng (SEL) cùng Viện Quang học và Cơ khí Thuần tuý Thượng Hải cho rằng việc tạo ra tia laser mạnh thế này không hề đơn giản, một mức công suất đầu ra quá cao có thể làm hư hại các thiết bị quan sát như tinh thể, thấu kính hay gương.
Để tránh xảy ra vấn đề trên, các nhà khoa học sẽ phải làm nhiễu xạ tia tới thành một dải quang phổ rộng nhiều màu. Sau đó truyền vào mỗi tia màu mức năng lượng mà thiết bị có thể xử lý. Cuối cùng, họ nén chúng lại thành một tia duy nhất. Công suất được khuếch đại nhiều lần.
Giai đoạn nén là lúc các nhà nghiên cứu gặp nhiều khó khăn nhất trong vài thập kỷ qua. “Thiết bị nén tia sẽ bị cháy nếu phải chịu mức công suất đầu vào quá lớn”, ông Liu chia sẻ.
Tia laser 100 petawatt đủ mạnh để có thể làm rách chân không
Nhóm các nhà vật lý học từng tạo ra những xung nhịp ánh sáng mạnh nhất thế giới. Tạo ra thành công tia laser có khả năng sản sinh năng lượng 5,3 triệu tỉ watt vào năm 2016. Những thành tựu đó chưa đủ. Các nhà nghiên cứu không dừng lại mà vẫn tiếp tục vươn tới mốc nghiên cứu mới là 100 petawatt (SEL).
Việc phát triển dòng tia laser cực mạnh được hy vọng sẽ đạt được kết quả vào cuối năm 2023. Được lên ý tưởng để dọn dẹp rác vũ trụ. Ngoài ra tia laser siêu khủng này còn cho phép các nhà khoa học tạo ra các điều kiện nhiệt độ và áp suất cực đoan để mô phỏng các môi trường thực tế trong vũ trụ. Nghiên cứu điều kiện bên trong lõi của các ngôi sao hay thậm chí hố đen.
Tia laser 100 petawatt sẽ đủ mạnh mạnh đến mức có thể làm rách chân không. Tạo ra các electron và positron (phản vật chất của electron) từ đó. Máy laser SEL được kỳ vọng có thể tập trung tia laser 100 PW vào một điểm có đường kính chỉ ba micrômét. Tương đương kích thước trung bình của một vi khuẩn.
Cường độ trong khoảng trống siêu nhỏ sẽ mạnh hơn gấp 1025 lần ánh sáng Mặt trời đến Trái đất. Mức công suất 100 petawatt lớn hơn nhiều tổng lượng điện con người sản xuất trong một năm. Chỉ kém hơn một chút so với năng lượng Trái đất nhận từ Mặt trời ở thời điểm bất kỳ.
Dự án với mức đầu tư hàng trăm triệu USD
Dự án SEL với mức đầu tư cả trăm triệu USD dự định sẽ sử dụng 4 tia laser để đạt được mức năng lượng mong muốn. Nhưng với công nghệ mới này, họ chỉ cần một tia. “Số tia càng ít thì lượng thiết bị cần dùng sẽ càng được giảm đi. Từ đó đơn giản hoá quá trình lắp đặt và vận hành”, ông Liu nói.
Dù tia laser chỉ được duy trì trong chốc lát. Các chuyên gia cho biết nó cũng đủ để xé toạc không-thời gian một chút. Để nhân loại có thể quan sát những hiện tượng vật lý trước đây chỉ tồn tại trên lý thuyết.
Tia laser cực mạnh này khi tập trung vào một điểm nhỏ trong chân không sẽ khiến một hạt hạ nguyên tử bất ngờ xuất hiện. Trước đây, các nhà khoa học chỉ có thể dự đoán hiện tượng này. Nhưng SEL đã khiến nó trở thành hiện thực.
Một nhà khoa học tại Viện Vật lý tại Học viện Trung Hoa. Ông cho rằng bước đột phá này sẽ củng cố vị trí của Trung Quốc trong cuộc đua laser cường độ cao. Một số đội nghiên cứu tại Nga, châu Âu hay Mỹ cũng đã đề xuất các dự án tương tự. Tuy nhiên, chính phủ các nước này chưa cung cấp đủ ngân sách để nghiên cứu và hiện thực hóa.
Đây có thể là một thành tựu đáng nể và quan trọng cho cả thế giới. Một nhà khoa học giấu tên cho rằng nhiều viện nghiên cứu trên cả thế giới đang dõi theo dự án tại Thượng Hải này. “Nhiều đối thủ cạnh tranh cũng mong SEL thành công”, ông nói.
