Os lasers mais poderosos do mundo que podem desvendar segredos do cosmos:betsbola com br

Cada pulso será capazbetsbola com bratingir um picobetsbola com brpotênciabetsbola com brtrês petawatts - que equivalem a mil vezes o consumobetsbola com breletricidadebetsbola com brtodo o mundo. Um laser capazbetsbola com bruma 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 sériebetsbola com broutros lasersbetsbola com bralta potênciabetsbola com brinstalações da Europa à Ásia.

Esse campo "está realmente crescendo", diz Karl Krushelnick, diretor do Centro Gérard Mouroubetsbola com brciência óptica ultrarrápida da Universidadebetsbola com brMichigan. "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 concluídobetsbola com br2029.

Produzirá um feixe bilhõesbetsbola com brvezes mais brilhante do que a luz solar mais intensa. Esse único pulso produzirá seis vezes mais energia do que toda a energia geradabetsbola com brtodo o mundo - mas durará menosbetsbola com brum trilionésimobetsbola com brsegundo, com seu alvo medindo apenas alguns micrômetros (ou 0,001betsbola com brmilímetro).

Como Zeus, Vulcan 20-20 receberá cientistasbetsbola com brtodo 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 20-20betsbola com br20 petawatts é uma atualizaçãobetsbola com br£85 milhões (US$ 106 milhões) no Vulcan existente na Central Laser Facility (CLF)betsbola com brHarwell, no Reino Unido - que está sendo desmontado.

Atualmente do tamanhobetsbola com brduas piscinas olímpicas, seus espelhosbetsbola com brum metrobetsbola com brlargura 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 tecnologiabetsbola com brponta quando foi construído pela primeira vez no Laboratório Rutherford Appletonbetsbola com br1997, 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 grupobetsbola com brciência experimental da CLF. Para entender essa intensidade, imagine 500 milhõesbetsbola com brlâmpadasbetsbola com brpadrão 40W.

Agora "comprima essa luzbetsbola com bralgobetsbola com brtornobetsbola com brum décimo do tamanhobetsbola com brum cabelo humano", diz ele. "O resultado disso é uma fontebetsbola com brluz muito, muito intensa, e é isso que cria todas as coisas divertidasbetsbola com brplasma, como enormes campos elétricos e magnéticos, e aceleraçãobetsbola com brpartículas."

O Vulcan 20-20 permitirá que os cientistas realizem pesquisas astrofísicas no laboratório - recriando as condiçõesbetsbola com brgaláxias distantes para analisar o funcionamento internobetsbola com brestrelas ou nuvensbetsbola com brgás, ou como a matéria pode se comportar quando exposta a temperaturas e densidades específicas.

O campobetsbola com brestudo é impulsionado pelo desejobetsbola com brinvestigar o cosmos, explica Alex Robinson, o principal físico teóricobetsbola com brplasma do CLF. A pesquisa astrofísica geralmente é "observacional", diz ele.

"Você está apontando algum tipobetsbola com brtelescópio e vê várias coisas. Mas surge a questão do que realmente está acontecendo." A esperança é que a realizaçãobetsbola com brexperimentos com um laserbetsbola com brtal poder, pela primeira vez, permita "testes realmente rigorosos sobre se certas teorias poderiam funcionar ou não".

Entre os mistérios que se espera investigarbetsbola com brOxford 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 métodosbetsbola com brteste pode envolver a fusãobetsbola com brmatéria para criar ondasbetsbola com brchoque e a adiçãobetsbola com brturbulência 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 (partículasbetsbola com bralta energia que podem viajar quase na velocidade da luz), como os jatos (spraysbetsbola com brpartículas que disparambetsbola com brcolisõesbetsbola com bralta energia) são formados e a estrutura dentrobetsbola com brplanetas gigantes.

Os pesquisadores também usarão o laser Vulcan 20-20 para investigar a formaçãobetsbola com brnovos materiais. Uma formabetsbola com brnitretobetsbola com brboro, um material mais duro que o diamante, foi potencialmente considerada metastável - criadabetsbola com brcondiçõesbetsbola com brpressão e intensidade muito altas fabricadas no laboratório, que podem posteriormente sobreviverbetsbola com brtemperaturas 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 listabetsbola com bráreas onde os lasersbetsbola com brultra-alta potência podem colaborar. Em julho, pesquisadores da National Ignition Facility do Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, usaram lasers para obter um ganho líquidobetsbola com brenergia pela segunda vez.

Um experimentobetsbola com br2023 criou um rendimento energético mais alto do que o primeiro, aumentando novamente as esperançasbetsbola com brque a energia limpa possa substituir nossas fontesbetsbola com brenergia existentes. (Reaçõesbetsbola com brfusão não liberam gasesbetsbola com brefeito estufa ou resíduos radioativos.)

A fusão também tem sido uma das principais áreasbetsbola com brestudo no centrobetsbola com brInfraestruturabetsbola com brLuz Extrema para Física Nuclear (ELI-NP)betsbola com brMăgurele, Romênia - que com uma forçabetsbola com br10 petawatts mantém o títulobetsbola com brlaser 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 usinasbetsbola com brfusão comercial do mundo.

Usando a técnicabetsbola com br"Amplificaçãobetsbola com brPulso Chirped" que rendeu o Prêmio Nobelbetsbola com brFísicabetsbola com br2018, os pulsos a laser serão esticados, reduzindobetsbola com brpotência máxima, antesbetsbola com brserem amplificados e comprimidos novamente.

Espera-se que a pesquisa sobre os processos físicos dessa interação seja publicadabetsbola com brtrês anos, antes da construção das primeiras usinasbetsbola com brfusão comercial na décadabetsbola com br2030.

Maior é melhor?

Os físicos estão bastante interessadosbetsbola com brenfatizar a natureza colaborativa do campo - mas o tamanho continua sendo uma um ponto para se gabar.

De acordo com Chang Hee Nam, diretor do Centrobetsbola com brCiência Relativística do Laser (CoReLS) na Coreia do Sul e professor do Institutobetsbola com brCiência e Tecnologiabetsbola com brGwangju, o laser do centro atualmente "detém o recordebetsbola com brmaior intensidade" do mundo, atingindo 10^23 W/sq cm - ou uma intensidade tão poderosa quanto toda a luz na Terra focadabetsbola com brpouco maisbetsbola com brum micrômetro, ou menosbetsbola com brum quinquagésimo do diâmetrobetsbola com brum cabelo humano.

Os cientistas sul-coreanos estão usando a tecnologia para explorar, entre outras coisas, a terapiabetsbola com brprótons - um tratamentobetsbola com brcâncer que tem como alvo feixes carregados positivamente nos tumores dos pacientes.

Pesquisas que podem produzir novas aplicações médicas, juntamente com o testebetsbola com brideias centenárias sobre o estado do Universo, foram bem exploradas na máquinabetsbola com brquatro petawatts da CoReLS - mas a equipe não para por aí.

Nam diz que "agora estamos pressionando para ter um laserbetsbola com brpetawatt mais alto; estamos preparando algumas propostas para um feixebetsbola com brlaserbetsbola com br25 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 acimabetsbola com brtudo, diz ele. "É sobre construí-lo corretamente e usá-lo corretamente."