Le Laser le Plus puissant du monde : FAQ et Tableaux pour une Compréhension facile

FAQ

Qu’est-ce qui a été réalisé ?

Des scientifiques ont réussi une expérience avec un laser de 2 pétawatts, une puissance sans précédent.

Quelle est la puissance de ce laser ?

2 pétawatts, soit 2 quadrillions de watts.

Quelle est la durée de cette impulsion laser ?

Seulement 25 quatrillionièmes de seconde.

À quoi servent les lasers de haute puissance ?

Ils servent à la recherche sur la fusion, aux opérations militaires, au stockage de données, à la création d’objets 3D, à la détection de menaces, au déplacement d’objets dans l’espace et à la mesure du temps.

Qu’est-ce qu’un “laser de pompage” ?

Un laser qui ajoute de l’énergie au faisceau principal.

Quel est le composant clé pour atteindre 3 pétawatts ?

Un cristal de saphir de 18 cm dopé au titane.

Qu’est-ce que l’équipe envisage de faire avec le laser de 3 pétawatts ?

Faire entrer en collision des électrons accélérés avec des impulsions laser puissantes.

Quels sont les avantages de cette technologie ?

Elle pourrait produire des faisceaux d’électrons avec des énergies équivalentes à celles des accélérateurs de particules, à moindre coût et offrir de nouvelles applications dans le domaine médical.

Quelles applications potentielles sont citées ?

De meilleures méthodes d’imagerie pour les tissus mous et l’avancement de la technologie utilisée pour traiter le cancer et d’autres maladies.

Tableau Comparatif : puissance Laser

| Caractéristique | Valeur | Comparaison |

| ———————- | ————————————– | ——————————————- |

| Puissance actuelle | 2 pétawatts | Plus de 100 fois la production mondiale d’électricité |

| Durée de l’impulsion | 25 quatrillionièmes de seconde | – |

| Puissance visée | 3 pétawatts | – |

| Submission potentielle | Recherche, médecine, militaire, etc. | – |

Des scientifiques ont annoncé la première expérience à 2 pétawatts (2 quadrillions de watts), une énergie totale dépassant de plus de 100 fois la production mondiale d’électricité.

D’une durée de seulement 25 quatrillionièmes de seconde, cette expérience positionne ce dispositif comme le laser le plus puissant jamais construit.

« Cette étape marque le début d’expériences qui s’aventurent en territoire inexploré pour la science américaine des champs intenses ».

## Le laser le plus puissant au monde

Les lasers de haute puissance trouvent diverses applications, allant des expériences sur l’énergie de fusion aux opérations militaires. Alors que le laser de combat le plus puissant jamais construit produisait des centaines de kilowatts pour neutraliser des drones, les lasers utilisés dans la recherche sur la fusion peuvent atteindre des puissances bien supérieures.Plusieurs applications potentielles pour les lasers puissants ont été développées ces dernières années, notamment un laser magnétisant pour le stockage de données à long terme, la création de nœuds optiques 3D, la détection de menaces planétaires, le déplacement d’objets dans l’espace ou la mesure du temps. Cependant, la génération des énergies extrêmement élevées nécessaires aux applications les plus extrêmes a contraint les scientifiques à améliorer continuellement la puissance de sortie des lasers.

Lors de l’expérience récente, un laser a produit une impulsion infrarouge initiale à une extrémité de son installation de la taille d’un gymnase. Des dispositifs optiques spécialisés, appelés réseaux de diffraction, ont manipulé le faisceau pendant son trajet jusqu’à ce qu’il atteigne sa taille maximale de 30 cm de diamètre et quelques dizaines de centimètres de longueur.

Ensuite, un ensemble de lasers dits de « pompage » ajoute de l’énergie au faisceau lorsqu’il entre dans une chambre à vide. Une fois à l’intérieur, le faisceau est aplati, passant d’une longueur de quelques dizaines de centimètres à environ 8 microns, concentrant ainsi l’énergie. Selon les scientifiques, un faisceau de cette intensité « pourrait transformer l’air en plasma ».

La phase finale du processus consiste à réduire la largeur du faisceau, qui est de 30 cm, à moins d’un micron. Ce niveau de concentration permet au laser de délivrer sa puissance maximale, dans ce cas 2 pétawatts, même si ce n’est que pendant quelques quatrillionièmes de seconde.## Vers un laser de 3 pétawatts

Suite à cette démonstration réussie, l’équipe de recherche vise déjà un test laser plus puissant capable d’atteindre trois pétawatts. Selon un chef de projet, l’un des composants les plus critiques nécessaires pour atteindre cette puissance historique est un cristal de saphir personnalisé infusé d’atomes de titane. Ce cristal de 18 cm de diamètre est l’élément le plus crucial du système d’amplification final du laser pour espérer atteindre la puissance maximale.

« Le cristal que nous allons recevoir cet été nous permettra d’atteindre 3 pétawatts, et il a fallu quatre ans et demi pour le fabriquer », a-t-il expliqué.« la taille du cristal de saphir dopé au titane que nous avons est telle qu’il n’en existe que quelques-uns au monde. »

Une fois le système de 3 pétawatts en place, l’équipe prévoit de faire entrer en collision expérimentale des électrons accélérés avec de puissantes impulsions laser se déplaçant dans la direction opposée. Selon l’équipe,cette collision donnera l’impression que le système de 3 pétawatts est un million de fois plus puissant en créant une impulsion à l’échelle du zettawatt.

« Nous visons à atteindre des énergies d’électrons plus élevées en utilisant deux faisceaux laser distincts : l’un pour former un canal de guidage et l’autre pour accélérer les électrons à travers ce canal », a déclaré un chercheur.

En cas de succès, l’expérience combinée permettrait à l’équipe de produire des faisceaux d’électrons avec des énergies équivalentes à celles des accélérateurs de particules. Cette expérience produirait 5 à 10 fois plus d’énergie que les faisceaux d’électrons précédents. Cependant, contrairement à ces installations de plusieurs milliards de dollars, l’expérience peut fonctionner à ce niveau pour une fraction du coût.

## Un outil pour repousser les frontières de la connaissance

Un professeur de physique et d’astronomie a souligné la valeur d’une installation ouverte à la communauté scientifique.

« Avoir une ressource nationale comme celle-ci,qui accorde du temps aux utilisateurs dont les concepts expérimentaux sont les plus prometteurs pour faire progresser les priorités scientifiques,ramène vraiment la science des lasers à haute intensité aux États-Unis »,a-t-il déclaré.

Selon un directeur de program, les expériences laser à haute énergie ont plusieurs applications potentielles qui pourraient avoir des implications considérables dans divers secteurs.

« La recherche fondamentale menée a de nombreuses applications possibles, notamment de meilleures méthodes d’imagerie pour les tissus mous et l’avancement de la technologie utilisée pour traiter le cancer et d’autres maladies », a-t-il déclaré. « Les scientifiques utilisant les capacités uniques repousseront les frontières de la connaissance humaine de nouvelles manières et offriront de nouvelles opportunités d’innovation et de croissance économique. »