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Laser mais poderoso dos EUA emitirá luz pela primeira vez

Por| Editado por Patricia Gnipper | 22 de Setembro de 2022 às 16h36

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Marcin Szczepanski/Michigan Engineering
Marcin Szczepanski/Michigan Engineering

O futuro laser mais potente dos Estados Unidos está prestes a emitir seus primeiros pulsos na Universidade de Michigan. Ele permitirá que os pesquisadores tenham um novo nível percepção da física do plasma e em aceleradores de partículas.

Financiado pela National Science Foundation, o Zetawatt-Equivalent Ultrashort Pulse Laser System (ZEUS), o laser produz um pulso ultracurto e extremamente poderoso de apenas 25 femtossegundos (1 femtossegundo corresponde a um quadrilionésimo de segundo).

Ele ainda está em seus estágios iniciais de testes, e sua primeira luz será na área-alvo de alta repetição, que usa pulsos de maior frequência, mas com menor potência. O ZEUS exigirá “apenas” 30 terawatts de energia — 1% da potência máxima que o projeto prevê.

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O primeiro a usar o ZEUS será o professor associado de física e astronomia da Universidade da Califórnia Irvine. Com sua equipe, ele estudará um novo tipo de imagem de raios-X por meio de pulsos do laser infravermelho para um alvo de gás de hélio.

Nesse experimento, o gás será transformado em um plasma que vai acelera os elétrons para altas energias, que por sua vez produzirão pulsos de raios-X compactos. A técnica pode ajudar a desenvolver equipamentos de raios-X hospitalares capazes de realizar o trabalho usando uma quantidade muito menor de radiação, por apenas milionésimos de bilionésimo de segundo.

Claro, este é apenas o primeiro experimento a ser executado com o ZEUS. Futuramente, ele avançará em seus estágios até atingir suas capacidades mais elevadas. Quando isso acontecer, ele poderia ajudar astrônomos a estudar fenômenos extremos do universo, dentro de um laboratório.

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Para investigações do cosmos usando lasers, os cientistas recriam as condições dos alvos de seus estudos (como uma estrela de nêutrons) aquecendo e acelerando partículas. No caso do ZEUS, o laser poderia estudar as condições de magnetares (estrelas de nêutrons com campos magnéticos extremamente fortes) para entendermos melhor como esses objetos funcionam.

A equipe do ZEUS avisa que o laser estará disponível para pesquisadores de todo o mundo, desde que suas propostas sejam aprovadas. “Estamos ansiosos para aumentar a comunidade de pesquisa e trazer pessoas com novas ideias para experimentos e aplicações”, disse Karl Krushelnick, diretor do Center for Ultrafast Optical Science, que abriga o instrumento.

Fonte: Universidade de Michigan