等離子「蹦床」鏡面聚焦激光 足以撕裂時空

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【新唐人北京時間2019年09月28日訊】來自法國巴黎 – 薩克萊大學(Université Paris-Saclay)的科學家本週在權威物理學雜誌《物理評論快報》(Physical Review Letters)上發表一篇論文,稱利用等離子氣體鏡面聚焦激光束,將強激光的強度再增強千倍,生成超強激光束。

按照荷蘭物理學家克里斯·李(Chris Lee)在科技藝術網(Ars Technica)對這份研究的解釋,這樣強度的激光足以撕裂時空。

李說,全人類所使用的能量其平均功率大約為18太瓦(terawatt),而1拍瓦(petawatt)是1000太瓦。目前最強激光的瞬間輸出功率為5~10拍瓦。如果將這種能量聚焦,其強度可達到1022W/cm2。

這是什麼概念呢?李說,達到1012W/cm2,即可產生等離子體;達到1025W/cm2,如果該光束碰到一個電子,可在真空中產生電子、正電子的鏈式反應;如果達到1029W/cm2,連一個電子都不需要,這種光束就可以把時空撕裂。

但是要達到1025W/cm2已經不易,難點在於沒有任何材料足夠「結實」不會被激光摧毀,能在足夠長的時間內聚焦激光束。這份論文提出了解決辦法。

等離子體已經「支離破碎」 激光摧不毀它

等離子體是氣態導電粒子,其中的電子四處游動。當光束射到等離子體上,電子沿著光束的波動電場被加速並進行震蕩,這種運動令電子吸收光束的能量並將其向反方向發射出去,就像光照射到光亮的鍍鉻金屬表面被反射一樣。

李解釋說,由於等離子體本身就是「支離破碎」的材料,因此激光束無法將它進一步「破壞」。

高震蕩率鏡面將激光增強千倍

不僅「牢不可破」,研究者認為高震蕩的等離子體表面還能將激光加強千倍,使其產生更強的激光。

李說,強激光的照射將使整體電子產生高頻震蕩,他把此時等離子表面比作孩子們玩的蹦床。而震蕩的表面又讓激光束產生光學多普勒(Doppler)效應——即讓波長變短、頻率增高,這樣紅光可能反射成為藍光和紫光。

由於鏡面一起反射所有顏色的光波,將得到更短間隔的脈衝。按照李的說法,脈衝間隔可從20飛秒(10-15秒)縮短至0.1飛秒。

這意味著,簡單利用等離子鏡面反射,可以將激光束的強度增強千倍。

──轉自《大紀元》(記者張妮編譯)

(責任編輯:葉萍)

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