تمكن العلماء من خلق ليزر يتميز بطاقة عالية جداً حيث أنه يمكن أن يحول الضوء إلى مادة

لأكثر من 11 عقداً عرفنا أن المادة والطاقة قابلة للتبادل. وقد أظهر لنا تطور الطاقة النووية أن المادة يمكن تحويلها إلى طاقة، ولكن تحويل الطاقة إلى مادة أثبتت حتى الآن صعوبة أكبر بكثير.

إن ميدان المعركة لتحقيق هذا الإنجاز هو في نهاية اختراع أشد أشعة الليزر تم تصورها، والتي يجري التخطيط لها والبناء عليها حالياً في عدد من البلدان المختلفة.

توجد ثلاثة مشاريع أعلى ضمن عالم الليزر، التي أعدتها مجلة العلوم. فهي محطة الضوء ذو الطاقة القصوى الصينية (SEL)، مركز Exawatt روسيا لدراسات الضوء ذو الطقاة القصوى (XCELS)، وإدارة البصرية في (أوبال).

ومن المقرر أن تلغي هذه الليزرات الثلاثة تماماً الرقم القياسي الحالي لقوة الليزر، الذي يبلغ 5.3 مليون بليون واط أو 5.3 PW ، ويحصل عليها روكسين لي وزملاؤه في منشأة سوبيرينتنس ليزر فائقة السرعة (SULF). لي أيضاً يتأمل أنه بحلول عام 2023 يمكنه وفريقه أن يصل إلى هدف ليزر 100-PW.

المشروع الروسي لا يزال في مرحلة التصميم ولكن أكثر جرأة في الأهداف ويأمل الباحثون أنه سيحقق 180 PW. ومن المتوقع أن تعمل كل من SEL و XCELS على نفس المبدأ. يطلقون النار على سلسلة من البقول (أربع نبضات 30-PW ل SEL و 12 نبضات 15-PW ل XCELS) والجمع بينهما في واحدة قوية جداً.

تقارير العلوم أظهرت أن هذا النهج يتطلب الدقة القصوى حتى أصغر اهتزاز و الاختلاف في درجات الحرارة يمكن أن يضر بمنجزات نبضات هذا الليزر الفائق. لهذا السبب، OPAL تسير بطريقة مختلفة ومن المتوقع أن تصل إلى 75 بو مع نبض واحد.

وهناك منشآت أخرى تعمل على معدات “أكثر تواضعاً” تهدف إلى تسليم آلات 30pw سولف نفسها تأمل في كسر سجل 10-PW هذا العام. هناك حاجة إلى الطاقة العالية، ولكن ليس من الضروري فقط “كسر الفراغ” وتحويل الفوتونات إلى إلكترونات وبوزيترونات، نظيراتها المضادة للمادة.

الطريقة التي من المتوقع أن تقوم SEL بها مثيرة جداً للاهتمام. الليزر سيقوم بضرب هدف هو الهيليوم وتحرير الإلكترونات. ستتشظى بعض الفوتونات من شعاع الإرتداد ومن ثم تصطدم مع الفوتونات الأخرى، ندعو هذا خلق أزواج الجسيمات-الجسيمات المضادة.

إذا تمكنت SEL حقاً من كسر الفراغ، فإنه يمكن تغيير الطريقة التي نقترب فيها من فيزياء الجسيمات. ويمكن تبديل مسرعات الجسيمات التقليدية لأسرع وأقل تكلفة تعمل بالليزر.

المصادر: 1