Láser ZEUS de U. de Michigan será el mas poderoso
Una instalación de la Universidad de Michigan de reciente construcción que tendrá el láser más poderoso de Estados Unidos será escenario esta semana de un primer experimento, dentro de los intentos de la nación para ser nuevamente competitiva en el ámbito de los centros que tienen un láser de alta potencia.
Un grupo de investigadores de la Universidad de California, campus Irvine (UCI, por sus siglas en inglés), efectuará el experimento en la instalación ZEUS, abreviatura en inglés del Sistema láser de pulsos Ultracortos Equivalentes a Zetawatts. Viajaron a Ann Arbor como parte de su estudio de las interacciones extremadamente intensas entre la luz y la materia, y para ver cómo esas interacciones pueden ser aprovechadas a fin de reducir las dimensiones de los aceleradores de partículas.
Cuando alcance su mayor potencia, ZEUS será un láser de 3 petawatts.
Tres petawatts es “3 seguido de 15 ceros”, dijo Louise Willingale, profesora asociada de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Michigan.
Y “3 petawatts es 3.000 veces más potente que la red eléctrica de Estados Unidos”, agregó.
La Fundación Nacional de Ciencia (NSF, por sus siglas en inglés) otorgó 18,5 millones de dólares a la Universidad de Michigan para la creación de ZEUS como un centro para usuarios internacionales con financiación federal.
En un principio, la instalación —establecida en un edificio en el que se encuentra el Centro Gérard Mouroug para Ciencias Ópticas Ultrarrápidas de la Universidad de Michigan—recibirá a equipos de investigación que efectúen experimentos que requieran una fracción del total de la potencia del láser. La potencia del sistema será aumentada gradualmente, y se prevé que la instalación de ZEUS comenzará a efectuar sus experimentos distintivos en el otoño de 2023.
Estados Unidos construyó el primer láser de petawatts del mundo hace un cuarto de siglo, pero no se ha mantenido al mismo nivel que los sistemas más ambiciosos de Europa y Asia. Aunque ZEUS no tiene la misma potencia bruta de sus contemporáneos extranjeros, su enfoque simulará un láser casi un millón de veces más poderoso que sus 3 petawatts.
El ZEUS estudiará principalmente los plasmas extremos, un estado de la materia en el que los electrones tienen suficiente energía para escapar de los átomos, creando un mar de partículas cargadas. Casi todo el universo visible está hecho de plasma. El Sol es ejemplo de un plasma.
Se prevé que los experimentos contribuyan a la comprensión del funcionamiento del universo a nivel subatómico y el cambio de los materiales a escalas de tiempo veloces. Los científicos también confían en que los experimentos conduzcan al desarrollo de aceleradores de partículas más pequeños y más compactos para el registro de imágenes y tratamientos en medicina.
ZEUS “tendrá una enorme gama de aplicaciones en toda la ciencia, tecnología, ingeniería y medicina”, dijo Willingale.
Las solicitudes para utilizar al ZEUS serán evaluadas por un panel externo de científicos e ingenieros. Gracias a la financiación de la NSF, no habrá un costo para los usuarios cuyas propuestas de experimentos sean seleccionadas para realizar investigaciones, más allá de que paguen su viaje hasta la instalación.
Las propuestas serán seleccionadas por su mérito científico y viabilidad técnica, dijo Willingale.
Franklin Dollar, profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California, campus Irvine, y cuatro estudiantes de posgrado de la UCI llegaron a Michigan la semana pasada con el fin de comenzar a prepararse para su experimento.
“Uno de los principales desafíos en nuestro campo es el acceso a una luz láser intensa y de calidad”, dijo Dollar. “ZEUS no sólo será el rayo láser más poderoso del continente, sino tal vez lo más importante es que proporcionará múltiples haces potentes».
“Más que sólo crear plasmas altamente energéticos a partir de un láser, hay un segundo haz láser que también puede interactuar con el plasma”, apuntó.
ZEUS supone una actualización del láser de 0,5 petawatts de la Universidad de Michigan, conocido como HERCULES.
Si bien los investigadores están emocionados del nacimiento de ZEUS, reconocen que la selección de los nombres no sigue exactamente la cronología de la mitología griega.
“HERCULES fue el predecesor del ZEUS”, dijo Willingale. “Está ligeramente al revés, porque Hércules era hijo de Zeus. Así, estamos creando al padre después del hijo”.
