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文|小鱼儿

编辑|小鱼儿

一项令人震撼的科技突破在美国悄然问世——“2拍瓦”超强激光器，它的能量输出竟然是全球电力总量的100倍！

这项技术的诞生经过了四年艰辛的研发，终于突破了物理的极限。

如此巨大的能量，它将如何影响全球能源格局？又将为军事、能源或其他领域带来什么颠覆性的变革？

2025年5月19日，密歇根大学向全球宣布了一个震撼性消息：他们的ZEUS激光系统成功实现了2拍瓦（PW）的峰值功率输出。

这是什么概念？2拍瓦等于2千万亿瓦，而全球所有发电站的总输出才约2.5太瓦，ZEUS的瞬时功率比全球电力总和高出近千倍！

更让人惊讶的是，这股巨大能量仅在极短时间内爆发——大约25千亿亿分之一秒（25飞秒）。

科学家将激光束聚焦到不足1微米的宽度，形成了接近10²²瓦/平方厘米的超高能量密度。

ZEUS系统并非凭空出现。早在2007年，密歇根大学就研制出了当时世界最强的HERCULES激光器，峰值功率达300太瓦。

十多年后，科学家们将这一技术推向了新高度，ZEUS不仅超越了前代产品，还比美国其他顶尖激光装置的峰值功率高出约2倍。

据ZEUS项目经理弗兰科·拜尔透露，这套系统的设计极限其实是3拍瓦，意味着未来还有提升空间。

ZEUS激光系统背后的核心技术被称为"啁啾脉冲放大"（CPA），这听起来很复杂，但原理其实很像拉伸一块橡皮糖再猛地松手。

科学家们先把极短的激光脉冲"拉长"到纳秒级别，减小其峰值功率。

这样一来，激光就不会在放大过程中损坏设备。

接着，通过四轮泵浦激光器系统逐步增强功率，把能量注入到这束被拉长的光脉冲中。

最后，使用特殊的衍射光栅将已经被增强的脉冲再压缩回飞秒尺度，从而产生极高的瞬时功率。

ZEUS系统的关键组件包括一块7英寸的钛蓝宝石晶体，全球仅有几个这种规格的晶体。

激光最终在真空室中被压缩聚焦至0.8微米宽，比人类头发丝还要细1/100。

有趣的是，CPA技术的发明人Gérard Mourou和Donna Strickland在2018年获得了诺贝尔物理学奖，证明了这项技术的重要性。

ZEUS系统正是这项技术的集大成者，代表了人类在激光领域的巅峰成就。

许多人看到这么强大的激光，第一反应可能是："这能当武器用吗？"答案是否定的。

ZEUS激光系统对环境要求极其苛刻——真空条件、无震动、极低温度，而且是固定装置，无法移动。

更重要的是，它的能量爆发只维持极短时间，无法像电影中那样持续发射。

ZEUS真正的价值在于科学研究。

加州大学欧文分校的富兰克林·多拉尔教授已经进行了首次实验，他们用ZEUS照射含氦气的容器，成功产生了等离子体并剥离了原子电子，观察到了被称为"尾场加速"的现象。

这就像冲浪者借助海浪的力量前进一样，粒子能借助激光产生的"波"获得巨大能量。

科学家们计划用ZEUS探索多个前沿领域：

强场量子电动力学研究，包括观察真空"沸腾"现象和电子"自生自灭"机制；

粒子加速技术，希望在几厘米长的等离子体中实现传统需要几公里长加速器才能达到的加速效果；

激光驱动核聚变，为清洁能源开辟新路径；宇宙物理模拟，在实验室中重现超新星爆炸或伽马射线暴等宇宙现象。

这些研究可能帮助人类解开宇宙奥秘，并为未来能源技术提供突破口。

要建造这样一台"光的怪兽"，代价不菲。

根据不同资料，ZEUS项目的总投资在1600万到1.8亿美元之间，主要由美国能源部和美国国家科学基金会提供资金支持。

整个ZEUS系统占地面积相当于一个学校体育馆，而核心激光室却只有一间教室大小。

为了保证系统稳定运行，设施配备了超厚的墙壁（厚达2米）、防震减震装置和超精密光学平台。

从2022年ZEUS项目首次公布，到2025年5月实现2拍瓦输出，密歇根大学的科学家们经历了长达四年的艰苦攻关。

这期间，他们需要解决无数技术难题，包括如何防止如此强大的激光损坏光学元件、如何精确控制光的路径、如何消除环境干扰等。

ZEUS系统的成功不仅代表了美国在高能激光领域的领先地位，也体现了人类在极端物理条件下的操控能力达到了新高度。

ZEUS激光系统的诞生标志着人类首次用光挑战宇宙极限。这个能量密度堪比宇宙奇观的装置，正在密歇根大学的实验室里静静等待着揭开更多自然奥秘。

从强场物理到粒子加速，从核聚变到宇宙模拟，ZEUS将带领科学家们探索未知领域。

这不仅是一次技术突破，更是人类智慧的胜利，为未来能源、医疗、材料科学等领域开辟了新可能。

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密歇根大学物理实验室官方报告、

美国能源部科研项目数据库、

《科学》杂志技术简报、

国际激光科学协会年度报告、

美国国家科学基金会资助项目公示。

2025-05-21 21:41·金融界

来源：在雨中绽放