美国ZEUS激光装置发射2拍瓦脉冲，创美国最强激光纪录

9月10日，美国ZEUS（Zettawatt Equivalent Ultrashort laser pulse System）激光装置成功发射出2拍瓦的激光脉冲，成为目前美国最强的运行激光系统。其峰值功率约为美国其他激光装置的两倍，达到全球电力总产出的百倍以上。这一高能输出仅在极短的时间内实现，激光脉冲持续时间仅为25亿亿分之一秒。

为了提升电子加速效率，研究团队对气体靶室进行了重新设计。当激光脉冲穿过氦气室时，会电离氦原子形成等离子体，电子在“尾波场加速”效应下获得极高的能量，如同冲浪者在波浪上滑行一般。

ZEUS的关键创新在于其紧凑的系统布局，整套设备仅占用一座体育馆大小的空间。激光脉冲经过四次能量增强后，被压缩为一个直径12英寸、厚度仅8微米的极薄光斑，最终聚焦到0.8微米的尺寸，实现极高的能量密度。

当前，研究团队正致力于将其输出提升至3拍瓦。升级的主要挑战在于制造直径18厘米的钛蓝宝石晶体，这种全球极为稀有的材料仅存数枚，此次制造耗时近五年。在此前从300太瓦提升至1拍瓦的过程中，曾出现光栅碳沉积问题，团队通过精确设定清洁周期确保了实验过程的安全与稳定。

今年，ZEUS将开展一项标志性的实验，即让加速后的电子束与反向传播的激光脉冲发生对撞。在电子参考系中，3拍瓦激光的能量将等效于1泽瓦级别。

迄今为止，ZEUS已运行用户实验达15个月，支持了来自22个科研机构的11个独立项目，共有58位研究人员参与了相关实验。