Le nouveau laser le plus puissant du monde peut simuler une étoile massive ou un trou noir

Published By Jack Xun, 21 Sep 2017



Le nouveau laser le plus puissant du monde peut simuler une étoile massive ou un trou noir

En 2016, l'Institut de l'Optique et de la Mécanique fine de Shanghai a créé les lasers à impulsions de pointe les plus puissants au monde: les pointeur laser intenses qui génèrent des faisceaux dans des rafales extrêmement courtes - un chronométrage de 5,3 billions de watts (un quadrillion est 1 suivi de 15 zéros) en moins de 30 quadrillionnés d'une seconde - un laser 20 fois plus fort que le plus puissant de l'existence. Il construit encore plus fort, ce qui peut produire 100 billions de watts - soit environ 50 000 fois la consommation totale de puissance de la planète - une lumière si intense qu'elle équivaut à la quantité d'énergie que notre Terre reçoit du Soleil.


Le nouveau collimateur laser est si puissant qu'il peut simuler des conditions extrêmes proches du noyau d'une étoile massive ou même d'un trou noir, a déclaré Li Ruxin, chef de projet et directeur de l'institut, qui fait partie de l'Académie chinoise des sciences. Cela peut conduire à de nouvelles découvertes qui peuvent aider les scientifiques à faire face à de nombreux mystères non résolus de l'univers, de son origine à la mécanique quantique.


Le laser fait partie d'un nouveau laboratoire appelé Station of Extreme Light au Shanghai Coherent Light Facility, l'une des principales installations scientifiques chinoises qui comprend d'autres projets majeurs, comme le télescope radio Aperture Spherical de près de cent mètres, plus connu sous le nom de FAST, le monde le plus grand radiotélescope.


La station abritera également un nouveau laser vert à rayons X à rayons X, l'un des lasers les plus puissants au monde, utilisés pour l'imagerie de phénomènes extrêmement petits, comme les structures protéiques et les réactions chimiques.


30000mW laser portée 15km


Les scientifiques du monde entier, des États-Unis au Japon, ont mené une étude de faisabilité et approuvé la planification et la conception de la station en juillet. L'installation sera complétée dans une décennie et ses applications «vont bien au-delà d'autres installations existantes ou prévues», selon le comité de révision.


L'un des principaux objectifs est d'utiliser le laser 20000mw pour déchiffrer la «propriété quantique étrange de l'espace vide, qui a perplexe les scientifiques depuis plus de 80 ans», a déclaré Li. "Normalement, un vide est considéré comme complètement vide, mais dans l'électrodynamique quantique, il est réellement plein de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent tout le temps", a-t-il déclaré. "Cependant, un champ électrique et magnétique extrêmement puissant peut affecter cet espace et la lumière qui le traverse. Ainsi, l'aspirateur peut effectivement se comporter comme un prisme, ou des lunettes de film 3-D".


Le scientifique a seulement eu un aperçu de ce phénomène étrange récemment en observant les étoiles neutroniques, qui sont les noyaux denses et persistants d'étoiles massives qui possèdent au moins 10 fois plus de masse et des champs magnétiques plus fort que le soleil.


Mais ces étoiles sont souvent à des années-lumière, ce qui les rend extrêmement difficiles à étudier avec précision. "Maintenant, pour la première fois, nous pouvons créer directement, puis mesurer les propriétés quantiques du vide sous terre à l'aide du laser", a déclaré Li.


En physique, l'équation du pouvoir est l'énergie divisée par le temps. En réduisant le temps à un quadrillion de seconde, les scientifiques peuvent créer une puissance de sortie immense avec peu d'énergie. "La Station de la Lumière extrême deviendra une plate-forme unique et précieuse pour les scientifiques du monde entier, de la physique à la médecine, pour coopérer et étudier", a déclaré Li.


En 2015, les scientifiques japonais ont construit ce qui était alors le laser le plus puissant à Osaka, qui a produit un pouls de 2 billions de watts en moins d'un trillion de seconde. Les États-Unis, le Royaume-Uni, la France, l'Allemagne et le Canada ont également leurs propres installations laser intenses.


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