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能产生反物质的“超强超短激光”到底有多牛?

发布时间:2019-12-04 14:41:13

  近日, 中科院上海光机所利用超强超短成功产生反物质 这则新闻广为传播。这是国内首次报道利用激光产生反物质。

不过,很多网友在被 反物质 一词吸引的同时,却忽略了背后另一个更重大且更有意义的成就 中国在 超强超短激光 上的一些突破。

什么是超强超短激光?

不少人第一眼看到 超强超短 会对其发生误解。超强很好理解,而超短,不少人容易把其理解为 距离上的长短 ,但实际上,这里的 短 是时间上的长短。

大功率激光是各国梦寐以求的,因为,它能干的事实在是太多,比如军事爱好者们所熟知的,还有制造人工可控核聚变所需条件等等。

耗资数十亿美元的美国 国家点火装置 中使用的燃料球,使用192门激光在十亿分之一秒的时间内同时发射并击中铅笔头大小的燃料球,从而引发核聚变。

然而,大功率激光并非那么容易产生,并不是说给一个提供的能量越大,激光的功率就会越大。显然,单纯地提供大能量以进一步提高激光的功率现在已经变得很难,造价也越发昂贵。

怎么办?

我们知道:功率=功/时间=w/t

既然在 功 上突破已经很昂贵且很难,那么,我们就从 时间 上来突破。

显而易见,相同的功,做功时间越短,功率就会越大。当时间趋于无穷小时,功率就会趋于无穷大。

1瓦特(功率)=1焦耳/1秒。

对于1焦耳的能量来说,如果我们把激光的脉冲时间从1秒缩短到0.1秒,那么我们就得到了10瓦的功率。

如果从1秒缩短0.001秒,我们就得到了1000瓦的功率。

同理,如果缩小到1皮秒呢?那么我们就得到了1,000,000,000,000瓦的功率(1万亿瓦)。

对于普通大众来说,1万亿瓦的功率其实已经大到了不可思议,然而,我国造出的超短,在时间尺度上是飞秒级别,其功率比上面的1万亿瓦还要多 个0,达到了1000万亿瓦的级别。

相信,研究激光的业内人士每天说 飞秒 、 阿秒 的次数绝对比很多人每天说 秒 的次数还要多。为此,我们先用一张表格来温故一下时间的量级:

我国造出的激光脉冲,在时间上短到飞秒级别,对应的激光也称为 。1000万亿瓦等于1拍瓦(PW,105W),中科院上海光学精密机械研究所的激光设备,其功率达到了5拍瓦。

    

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