米国のゼタワット相当超短レーザーパルスシステム（ZEUS）レーザー施設は、2ペタワット（2京ワット）のビームの発射に成功しました。これは現在米国で稼働しているレーザーの中では最も強力なものです。そのピーク出力は、米国内の他のどのレーザーのほぼ2倍であり、世界の総発電量の100倍を超えます。この偉業は、25京分の1秒という極めて短いレーザーパルス持続時間内で達成されました。
CNMOによると、研究チームはガスターゲットチャンバーの再設計により、電子加速効率を向上させました。レーザーパルスがヘリウムチャンバーを貫通すると、原子が剥ぎ取られてプラズマが形成されます。「航跡場」効果によって加速された電子は、サーファーが波を追うように、超高エネルギーを獲得します。
ZEUSの核となるブレークスルーは、そのコンパクトな設計にあります。システム全体はスタジアムほどの広さのスペースを占めます。 4回のエネルギー注入後、レーザーパルスは直径12インチ、厚さわずか8ミクロン（印刷用紙の厚さの約10分の1）という極めて細いスポットに圧縮されます。最終的に0.8ミクロンに集光され、最大強度が得られます。
チームは現在、3ペタワットへのアップグレードという課題を克服するために精力的に取り組んでいます。最大のボトルネックとなっているのは、直径18センチメートルのチタンサファイア結晶の製造です。これは希少な材料であり、製造には4年半を要しました。以前、300テラワットから1ペタワットにスケールアップした際には、格子への炭素堆積が問題となりました。チームは、精密に制御された洗浄サイクルによって実験の安全性を確保しました。
今年、ZEUSは、加速された電子ビームと反対方向に伝播するレーザーパルスを衝突させるという、その代表的な実験を開始します。電子の視点から見ると、3ペタワットのレーザービームは1ゼタワットに相当します。
ZEUS は 15 か月間にわたってユーザー実験を実施しており、22 の機関と合計 58 人の実験者による 11 件の独立した実験を主催しています。
