وصلت منشأة ليزر متقدمة تُدعى “زيوس” في جامعة ميشيغان إلى مستوى غير مسبوق من الطاقة، حيث ولّدت نبضة ضوئية قصيرة بقوة تفوق استهلاك العالم من الكهرباء بمئة مرة، محققة رقماً قياسياً أمريكياً جديداً بلغ 2 بيتاواط (أي كوادريليونين واط) من ذروة الطاقة، ما يقارب ضعف قدرة أقرب منافسيها.
ورغم أن قوة الليزر الهائلة لم تستمر سوى 25 كوينتيليون من الثانية، فإن هذه اللحظة العابرة تكفي لإحداث طفرة في مجالات علمية متنوعة.
وقال كارل كروشيلنيك، مدير مركز “جيرارد مورو لعلوم البصريات فائقة السرعة”: “هذا الإنجاز يمثل انطلاقة لتجارب تمهّد لمجال علمي جديد في الولايات المتحدة في علوم الحقول فائقة الشدة”.
زيوس.. أقوى ليزر في أمريكا
يعمل ليزر “زيوس”، وهو بحجم صالة ألعاب رياضية مدرسية، من داخل منشأة مزودة بجدران خرسانية، بسمك 60 سم لاحتواء الإشعاع، ويُعد الخليفة المباشر لنظام “هيركوليس” الذي بلغت طاقته القصوى 300 تيراواط.
ويطلق “زيوس” نبضات فائقة القِصر تستمر لأجزاء ضئيلة من الثانية، تسمح للعلماء بمحاكاة أحداث فيزيائية كونية، ودراسة ميكانيكا الكم، وغيرها من الظواهر شديدة التعقيد.
كيف يعمل زيوس؟
يعتمد نظام الليزر على إرسال نبضات قوية عبر خلية غازية ممتدة مملوءة بالهيليوم. وعند اصطدام الليزر بالغاز، يُولّد بلازما من الإلكترونات والأيونات، ويتم تسريع هذه الجسيمات إلى سرعات فائقة عبر تقنية تُعرف بـ “تسريع مجال الموجة”.
وكلما زادت المسافة التي تقطعها الإلكترونات داخل الخلية، زادت سرعتها وطاقتها، ما يمكّن العلماء من تحقيق سرعات لم تُسجل من قبل.
الطاقة التي بلغت 2 بيتاواط تُعد خطوة تمهيدية لما يُعرف بـ”تجربة زيوس المميزة”، والتي يُتوقع تنفيذها لاحقاً هذا العام.
وتهدف التجربة إلى تصادم نبضات الليزر مع حزم إلكترونية بسرعة وجهاً لوجه، في تجربة تُحاكي نبضات بطاقة زيتاواط – ومن هنا جاءت تسمية ZEUS (Zettawatt-Equivalent Ultrashort pulse laser System).
ويُقدر تمويل المشروع بنحو 16 مليون دولار من المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)، التي فتحت أبواب المختبر أمام فرق بحثية من مختلف أنحاء الولايات المتحدة.
تطبيقات واعدة
يقود البروفيسور فرانكلين دولار من جامعة كاليفورنيا أول تجربة مستخدم في المنشأة، ويهدف إلى توليد حزم إلكترونية تضاهي قدرات مسرعات ضخمة بطول مئات الأمتار، ولكن بكفاءة أعلى وطاقة تفوقها بخمسة إلى عشرة أضعاف.
ومن أبرز التطبيقات المحتملة لاستخدامات ليزر زيوس:
الطب: تحسين تصوير الأنسجة الرخوة بجرعات إشعاعية منخفضة
علاج السرطان: تطوير تقنيات علاج إشعاعي دقيقة
الفيزياء الفلكية: محاكاة انفجارات نجمية وظواهر كونية متطرفة
علوم المواد: دراسة تأثيرات الضغط والطاقة القصوى على المواد المختلفة
ويؤكد الدكتور فياتشيسلاف لوكين، مدير البرنامج في مؤسسة العلوم الوطنية، أن هذه الأبحاث “لا تفتح آفاقاً للعلم الأساسي فحسب، بل تمهد لتطبيقات عملية في مجالات طبية وتقنية متقدمة”.
لتصلك آخر الأخبار تابعنا على قناتنا على تلغرام: النعيم نيوز
لمتابعتنا على فيسبوك يرجى الضغط على الرابط التالي: النعيم نيوز
كما يمكنك الاشتراك على قناتنا على منصة يوتيوب لمتابعة برامجنا على: قناة النعيم الفضائية
كما يمكنك أيضا الاشتراك بقناتنا على الانستغرام: النعيم نيوز
