这篇文章的作者是詹卢卡·萨里从贝尔法斯特女王大学，最初由对话。
日本大阪大学最近发射了有史以来最强大的激光束，该大学用于快速点火实验的激光器(LFEX) 经增强后可产生峰值功率为 2,000 万亿瓦（2 拍瓦）的光束，持续时间极短，大约为万亿分之一秒或一皮秒。
这么大的值很难掌握，但我们可以将其视为比典型体育场泛光灯强大十亿倍，或者视为落在伦敦的所有太阳太阳能的总功率。 想象一下，将所有太阳能聚焦到人类头发那么宽的表面上，持续时间为万亿分之一秒：这本质上就是 LFEX 激光器。
LFEX 只是世界各地正在建造的一系列超高功率激光器之一，其范围从巨大的 192 束激光器到国家点火装置在加利福尼亚州，到核心激光在韩国，以及火神激光在英国牛津郊外的卢瑟福阿普尔顿实验室，仅举几例。
还有其他项目处于设计阶段 - 其中最雄心勃勃的可能是极光基础设施是一个总部位于东欧的国际合作组织，致力于制造比 LFEX 强大 10 倍的激光器。
那么是什么推动世界各地的科学家建造这些光学和电子技术的瑰宝呢？ 什么足以说服政治家分配如此大量的研究资金来支持这些巨大的项目？ 嗯，我想到的第一个原因是因为与激光相关的“令人惊叹的因素”。 但不仅仅是激发科学家和爱好者的想象力。
如此强大的激光是我们重建太空中极端环境的唯一手段，例如在恒星的大气层中 - 包括我们的太阳 - 或在巨大行星的核心，例如。 当这些超强激光射向普通物质时，普通物质会立即蒸发，产生极热且致密的电离气体，科学家将其称为等离子体。 这种极端在地球上极其罕见，但在太空中却很常见——宇宙中几乎 99% 的普通物质被认为处于等离子体状态。
超强大的激光使我们能够创建宇宙中这些极端状态和物体的小型复制品，以便可以在实验室中以受控的方式研究它们。 在某种程度上，它们让我们能够回到过去，因为它们可以重现早期宇宙中发现的条件，即宇宙诞生后不久。。 这些只有超强激光才能创造的极其密集和炎热的环境，已经让我们了解了很多关于我们宇宙的演化及其当前状态。
从更实际的角度来看，激光设备不仅因其对理论研究的投入而令人感兴趣，而且还是关键实际应用的核心。 例如，当前对替代能源和清洁能源发电或医疗保健的研究。 LFEX 主要适用于前者，因为它是为了研究而构建的研究。
与核不同、核聚变不会产生放射性废物。 这意味着聚变燃料更容易储存和处理——我们可以使用海水和锂，比铀更方便、更容易获得。
核聚变创造并维持了恒星的巨大能量，但它需要大量的能量输入来引发链式反应。 LFEX 等高功率激光器是这项工作的最佳选择。 事实上，初步结果令人鼓舞，美国国家点火设施的测试成功产生的能量多于消耗的能量去年有一次。
廉价的粒子研究
这类超强激光器也非常有吸引力，因为它们代表了一种更紧凑、更便宜（相比之下）的替代品，可以替代欧洲核子研究组织（CERN）等大型粒子加速器（其长度为数公里）。 高功率、激光驱动的粒子加速器可以产生超高品质的 X 射线，而无需使用需要小心处理的放射性同位素粒子。 这些激光驱动的 X 射线可用于在一个非常紧凑且廉价的系统中拍摄生物组织的高分辨率图像。 例如，这种激光驱动断层扫描昆虫的。
研究人员现在还致力于使用激光驱动离子束治疗。 由于传统加速器的成本和尺寸，该技术迄今为止受到限制。 更多的医院将负担得起基于激光的癌症治疗，从而将这种有效的癌症治疗技术带给更多的患者。
因此，LFEX 能够提供的超高功率，即使只是在最短的时间内，也不仅仅是一个奇特的新玩具，而是将激光技术应用于更广泛的学科（从看似抽象的世界）迈出的令人兴奋的一步。早期宇宙，为真正的用途提供诊断疾病或对抗癌症的工具。
