Os lasers mais poderosos do mundo que podem desvendar segredos do cosmos:7games aplicativo da bet

Cada pulso será capaz7games aplicativo da betatingir um pico7games aplicativo da betpotência7games aplicativo da bettrês petawatts - que equivalem a mil vezes o consumo7games aplicativo da beteletricidade7games aplicativo da bettodo o mundo. Um laser capaz7games aplicativo da betuma energia tão extremamente comprimida ajudará pesquisadores a estudar as leis quânticas que sustentam a realidade, por exemplo, ou a recriar as condições da astrofísica extrema no espaço.

Mas Zeus não é o único laser enorme que poderia revelar novas descobertas nos próximos anos - há uma série7games aplicativo da betoutros lasers7games aplicativo da betalta potência7games aplicativo da betinstalações da Europa à Ásia.

Esse campo "está realmente crescendo", diz Karl Krushelnick, diretor do Centro Gérard Mourou7games aplicativo da betciência óptica ultrarrápida da Universidade7games aplicativo da betMichigan. "As pessoas estão expandindo os limites da tecnologia."

No Reino Unido, um laser chamado Vulcan 20-20 se tornará o mais poderoso do mundo quando for concluído7games aplicativo da bet2029.

Produzirá um feixe bilhões7games aplicativo da betvezes mais brilhante do que a luz solar mais intensa. Esse único pulso produzirá seis vezes mais energia do que toda a energia gerada7games aplicativo da bettodo o mundo - mas durará menos7games aplicativo da betum trilionésimo7games aplicativo da betsegundo, com seu alvo medindo apenas alguns micrômetros (ou 0,0017games aplicativo da betmilímetro).

Como Zeus, Vulcan 20-20 receberá cientistas7games aplicativo da bettodo o mundo para realizar experimentos que possam ampliar nossa compreensão do cosmos, da fusão nuclear e até mesmo criar matéria até hoje desconhecida.

O Vulcan 20-207games aplicativo da bet20 petawatts é uma atualização7games aplicativo da bet£85 milhões (US$ 106 milhões) no Vulcan existente na Central Laser Facility (CLF)7games aplicativo da betHarwell, no Reino Unido - que está sendo desmontado.

Atualmente do tamanho7games aplicativo da betduas piscinas olímpicas, seus espelhos7games aplicativo da betum metro7games aplicativo da betlargura pesam 1,5 tonelada cada. Fios brancos grossos serpenteiam para fora da abertura do laser, à medida que o aparelho se dobra ao redor da sala.

Considerado tecnologia7games aplicativo da betponta quando foi construído pela primeira vez no Laboratório Rutherford Appleton7games aplicativo da bet1997, o novo laser será 100 vezes mais brilhante.

A "coisa impressionante não é apenas a potência, mas sim a intensidade do laser", diz Rob Clarke, líder do grupo7games aplicativo da betciência experimental da CLF. Para entender essa intensidade, imagine 500 milhões7games aplicativo da betlâmpadas7games aplicativo da betpadrão 40W.

Agora "comprima essa luz7games aplicativo da betalgo7games aplicativo da bettorno7games aplicativo da betum décimo do tamanho7games aplicativo da betum cabelo humano", diz ele. "O resultado disso é uma fonte7games aplicativo da betluz muito, muito intensa, e é isso que cria todas as coisas divertidas7games aplicativo da betplasma, como enormes campos elétricos e magnéticos, e aceleração7games aplicativo da betpartículas."

O Vulcan 20-20 permitirá que os cientistas realizem pesquisas astrofísicas no laboratório - recriando as condições7games aplicativo da betgaláxias distantes para analisar o funcionamento interno7games aplicativo da betestrelas ou nuvens7games aplicativo da betgás, ou como a matéria pode se comportar quando exposta a temperaturas e densidades específicas.

O campo7games aplicativo da betestudo é impulsionado pelo desejo7games aplicativo da betinvestigar o cosmos, explica Alex Robinson, o principal físico teórico7games aplicativo da betplasma do CLF. A pesquisa astrofísica geralmente é "observacional", diz ele.

"Você está apontando algum tipo7games aplicativo da bettelescópio e vê várias coisas. Mas surge a questão do que realmente está acontecendo." A esperança é que a realização7games aplicativo da betexperimentos com um laser7games aplicativo da bettal poder, pela primeira vez, permita "testes realmente rigorosos sobre se certas teorias poderiam funcionar ou não".

Entre os mistérios que se espera investigar7games aplicativo da betOxford estão as origens dos campos magnéticos, que cercam a maioria dos objetos substanciais no Universo, como estrelas e planetas.

"Por que esses campos magnéticos estão lá? Não é exatamente óbvio”, diz Robinson, e nenhuma observação pode realmente voltar e testar por que eles primeiramente surgiram.

Um desses métodos7games aplicativo da betteste pode envolver a fusão7games aplicativo da betmatéria para criar ondas7games aplicativo da betchoque e a adição7games aplicativo da betturbulência fabricada, como causadas por nuvens moleculares, planetas e poeira, para ver se isso "poderia dar origem a campos magnéticos".

Outros experimentos explorarão as origens dos raios cósmicos (partículas7games aplicativo da betalta energia que podem viajar quase na velocidade da luz), como os jatos (sprays7games aplicativo da betpartículas que disparam7games aplicativo da betcolisões7games aplicativo da betalta energia) são formados e a estrutura dentro7games aplicativo da betplanetas gigantes.

Os pesquisadores também usarão o laser Vulcan 20-20 para investigar a formação7games aplicativo da betnovos materiais. Uma forma7games aplicativo da betnitreto7games aplicativo da betboro, um material mais duro que o diamante, foi potencialmente considerada metastável - criada7games aplicativo da betcondições7games aplicativo da betpressão e intensidade muito altas fabricadas no laboratório, que podem posteriormente sobreviver7games aplicativo da bettemperaturas ambientais.

"E então a questão é: que outros materiais você poderia fazer da mesma maneira?", diz Robinson. "Eles teriam propriedades eletrônicas ou ópticas fantásticas? Eu não sei. Mas pelo menos há um pedaço lá nos dizendo que há algo que vale a pena explorar."

Alcançando a fusão

A fusão nuclear também está na lista7games aplicativo da betáreas onde os lasers7games aplicativo da betultra-alta potência podem colaborar. Em julho, pesquisadores da National Ignition Facility do Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, usaram lasers para obter um ganho líquido7games aplicativo da betenergia pela segunda vez.

Um experimento7games aplicativo da bet2023 criou um rendimento energético mais alto do que o primeiro, aumentando novamente as esperanças7games aplicativo da betque a energia limpa possa substituir nossas fontes7games aplicativo da betenergia existentes. (Reações7games aplicativo da betfusão não liberam gases7games aplicativo da betefeito estufa ou resíduos radioativos.)

A fusão também tem sido uma das principais áreas7games aplicativo da betestudo no centro7games aplicativo da betInfraestrutura7games aplicativo da betLuz Extrema para Física Nuclear (ELI-NP)7games aplicativo da betMăgurele, Romênia - que com uma força7games aplicativo da bet10 petawatts mantém o título7games aplicativo da betlaser mais poderoso do mundo.

No ano passado, o operador do laser romeno começou a fazer parceria com empresas privadas para desenvolver tecnologias que possam alimentar as primeiras usinas7games aplicativo da betfusão comercial do mundo.

Usando a técnica7games aplicativo da bet"Amplificação7games aplicativo da betPulso Chirped" que rendeu o Prêmio Nobel7games aplicativo da betFísica7games aplicativo da bet2018, os pulsos a laser serão esticados, reduzindo7games aplicativo da betpotência máxima, antes7games aplicativo da betserem amplificados e comprimidos novamente.

Espera-se que a pesquisa sobre os processos físicos dessa interação seja publicada7games aplicativo da bettrês anos, antes da construção das primeiras usinas7games aplicativo da betfusão comercial na década7games aplicativo da bet2030.

Maior é melhor?

Os físicos estão bastante interessados7games aplicativo da betenfatizar a natureza colaborativa do campo - mas o tamanho continua sendo uma um ponto para se gabar.

De acordo com Chang Hee Nam, diretor do Centro7games aplicativo da betCiência Relativística do Laser (CoReLS) na Coreia do Sul e professor do Instituto7games aplicativo da betCiência e Tecnologia7games aplicativo da betGwangju, o laser do centro atualmente "detém o recorde7games aplicativo da betmaior intensidade" do mundo, atingindo 10^23 W/sq cm - ou uma intensidade tão poderosa quanto toda a luz na Terra focada7games aplicativo da betpouco mais7games aplicativo da betum micrômetro, ou menos7games aplicativo da betum quinquagésimo do diâmetro7games aplicativo da betum cabelo humano.

Os cientistas sul-coreanos estão usando a tecnologia para explorar, entre outras coisas, a terapia7games aplicativo da betprótons - um tratamento7games aplicativo da betcâncer que tem como alvo feixes carregados positivamente nos tumores dos pacientes.

Pesquisas que podem produzir novas aplicações médicas, juntamente com o teste7games aplicativo da betideias centenárias sobre o estado do Universo, foram bem exploradas na máquina7games aplicativo da betquatro petawatts da CoReLS - mas a equipe não para por aí.

Nam diz que "agora estamos pressionando para ter um laser7games aplicativo da betpetawatt mais alto; estamos preparando algumas propostas para um feixe7games aplicativo da betlaser7games aplicativo da bet25 petawatts". Se encomendado nos próximos seis anos, como ele espera, superará o ainda não construído Vulcan 20-20.

Ainda assim, Clarke, do Vulcan, diz que poder e intensidade não são tudo. A métrica mais importante agora é "o que você pode fazer com ele? Que ciência você está buscando? O que você vai conseguir com isso?"

Esses lasers, e os pesquisadores que trabalham neles, preocupam-se com uma coisa acima7games aplicativo da bettudo, diz ele. "É sobre construí-lo corretamente e usá-lo corretamente."