Andrew McKelvey, científico investigador de la Universidad de Michigan, inspecciona un prototipo de montura de espejo compatible con vacío dentro de la instalación de láser ZEUS el viernes 2 de septiembre de 2022 en Ann Arbor, Michigan. La instalación recién construida albergará el láser más potente de EE. UU. Credit :AP Photo/Mike dueño de casa
Una instalación recién construida de la Universidad de Michigan que albergará el láser más potente de los Estados Unidos está organizando su primer experimento esta semana, ya que la nación busca volver a ser competitiva en el ámbito de las instalaciones láser de alta potencia.
El experimento se llevará a cabo en ZEUS, abreviatura de Sistema láser de pulso ultracorto equivalente a Zettawatt, por investigadores de la Universidad de California, Irvine. Viajaron a Ann Arbor como parte de su estudio de las interacciones extremadamente intensas de la luz y la materia, y cómo se pueden aprovechar dichas interacciones para encoger los aceleradores de partículas.
En el apogeo de su poder, ZEUS será un láser de 3 petavatios.
Tres petavatios son "3 con 15 ceros después", dijo Louise Willingale, profesora asociada de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en Michigan.
Y "3 petavatios es 3000 veces más potente que la red eléctrica de EE. UU.", dijo.
Michigan recibió $18,5 millones de la Fundación Nacional de Ciencias para establecer ZEUS como una instalación de usuario internacional financiada con fondos federales.
Inicialmente, la instalación, ubicada en un edificio que alberga el Centro Gérard Mourou para la ciencia óptica ultrarrápida de la U-M, albergará equipos de investigación que realizarán experimentos que utilizan una fracción del potencial de potencia total del láser. El sistema aumentará gradualmente y se espera que ZEUS comience sus experimentos característicos en el otoño de 2023.
Andrew McKelvey, científico investigador de la Universidad de Michigan, inspecciona un prototipo de montura de espejo compatible con vacío dentro de la instalación de láser ZEUS el viernes 2 de septiembre de 2022 en Ann Arbor, Michigan. La instalación recién construida albergará el láser más potente de EE. UU. Credit :AP Photo/Mike dueño de casa
Estados Unidos construyó el primer láser de petavatio del mundo hace un cuarto de siglo, pero no ha seguido el ritmo de sistemas más ambiciosos en Europa y Asia. Si bien ZEUS no cuenta con la misma potencia bruta que sus contemporáneos en el extranjero, su enfoque simulará un láser que es aproximadamente 1 millón de veces más potente que sus 3 petavatios.
ZEUS estudiará principalmente plasmas extremos, un estado de la materia en el que los electrones tienen suficiente energía para escapar de los átomos, creando un mar de partículas cargadas. Casi todo el universo visto está hecho de plasma. El sol es un ejemplo de plasma.
Se espera que los experimentos contribuyan a la comprensión de cómo funciona el universo a nivel subatómico y cómo cambian los materiales en escalas de tiempo rápidas. Los científicos también esperan que conduzcan al desarrollo de aceleradores de partículas más pequeños y compactos para imágenes y tratamientos médicos.
ZEUS "tendrá una amplia gama de aplicaciones en ciencia, tecnología, ingeniería y medicina", dijo Willingale.
Las propuestas para utilizar ZEUS serán evaluadas por un panel externo compuesto por científicos e ingenieros. Debido a la financiación de NSF, no habrá ningún costo para los usuarios cuyas propuestas de experimentos se seleccionen para realizar investigaciones, más allá de cubrir sus propios costos de viaje a las instalaciones.
Las propuestas serán seleccionadas en función del mérito científico y la viabilidad técnica, dijo Willingale.
Franklin Dollar, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de Cal-Irvine, y cuatro estudiantes graduados de la UCI llegaron a Michigan la semana pasada para comenzar a prepararse para su experimento.
Andrew McKelvey, científico investigador de la Universidad de Michigan, ve una cámara de alineación de haz dentro de la instalación láser ZEUS el viernes 2 de septiembre de 2022 en Ann Arbor, Michigan. La instalación recién construida albergará el láser más potente de EE. UU. Crédito:AP Foto/Mike amo de casa
"Uno de los mayores desafíos en nuestro campo es el acceso a luz láser intensa y de alta calidad", dijo Dollar. "ZEUS no solo será el rayo láser más poderoso del continente, sino que, quizás lo más importante, proporcionará múltiples rayos poderosos.
"En lugar de generar únicamente plasmas de alta energía a partir de un láser, hay un segundo rayo que también puede interactuar con el plasma", dijo.
ZEUS es una actualización del láser de 0,5 petavatios de la Universidad de Michigan, conocido como HERCULES.
Si bien los investigadores de Michigan están encantados con el nacimiento de ZEUS, son conscientes de que sus convenciones de nombres no concuerdan exactamente con la cronología de la mitología griega.
"HERCULES fue el predecesor de ZEUS", dijo Willingale. "Está un poco al revés, porque Hércules era hijo de Zeus.
"Entonces, estamos construyendo el padre después del hijo".
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