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美国能源部批准斯坦福 SLAC 的拍瓦激光设施

2021-10-26 11:01          美国加速器实验室 直线加速器
高功率激光器与实验室的 X 射线激光器配合使用,以促进对物质的理解。

将在斯坦福 SLAC 建造拍瓦激光设施。


现在,斯坦福大学 SLAC的超级激光概念已获得美国能源部的批准,预计它将给光学行业带来一些重大挑战,以发明新的探测器并开发一系列其他技术。拍瓦激光器的潜在好处包括通往无毒聚变能、新型核武器和深入了解高能天体物理学的途径。

“我们将需要一套全新的诊断方法,”美国能源部直线加速器项目斯坦福 SLAC 团队成员 Arianna Gleason 评论道。“未来的成功取决于创新的新型探测器,以在超快的时间尺度上在恶劣的温度/压力和辐射环境中运行。”

“在全球范围内,工业界将开发不同种类的光学、X 射线或中子传感器。这里有一个真正的机会——支持这项研究的新型诊断方法的需求将帮助我们在激光科学之外进行创新。”

极端条件下的物质

SLAC 的高能量密度科学项目被称为极端条件升级问题,或 MEC-U。地下拍瓦激光设施——可能会在 2025 年之前加速建设——于 10 月初获得美国能源部的批准,可以从概念阶段进入设计和执行阶段。它可能会在 2028 年投入运营。

MEC-U 项目总监 Alan Fry 评论道:“MEC-Upgrade 将是对我们现有的极端条件物质设施的重大升级,将激光功率提高两个数量级。通过将直线加速器相干光源 (LCLS)(世界上第一个硬 X 射线激光器)与高功率光学激光器相结合,我们可以精确地产生和探测宇宙中一些最极端的物质状态。”

拍瓦激光器可以提供一束闪电般的能量,并将其全部聚焦在一个铅笔尖大小的目标上。或者,能量水平可以被视为一次冲击波,相当于在极短的时间内照射到加利福尼亚的阳光量。研究人员希望,一种回报将是替代能源。


SLAC 的极端条件物质仪器为数百名科学家提供服务。


该团队希望与实验室的直线加速器相干光源 (LCLS) 的工作同步调整拍瓦激光时间表,以升级其 X 射线自由电子激光能力。拥有这两种能力是斯坦福项目的特别之处。SLAC 将与旧金山东部的劳伦斯利弗莫尔国家实验室和罗彻斯特大学激光能量学实验室合作设计和制造激光器。

拍瓦激光设施将作为现有 LCLS 用户设施的一部分运行,并且还将通过美国能源部的LaserNetUS提供访问权限。美国能源部 LaserNetUS 中的其他站点位于科罗拉多州;劳伦斯伯克利国家实验室;俄亥俄州立大学;密歇根大学、内布拉斯加大学、罗彻斯特大学、佛罗里达州中部和德克萨斯大学,以及加拿大魁北克省的 INRS 的一系列站点。DOE 已在当前周期为 LaserNetUS 站点批准了 1800 万美元。

美国能源部科学办公室的批准意味着 SLAC 现在可以从概念设计推进到初步设计和执行。它现在可以识别项目的组成部分、基础设施以及住房的大小和规模。SLAC 表示,它现在可以确定所需的确切激光器类型、成本和其他技术细节,以满足美国能源部的任务需求。

“我们可以开辟一个科学范围来满足美国能源部的需求,”格里森补充道。“这真的很令人兴奋。我们可以在高密度物理学的整个前沿领域做伟大的科学。”

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