فیس بوک Superpowerful لیزر در مورد انقلابی در فیزیک

آن را پس از مدتها پیش بود که من در دانشگاه های شرکت کننده در شدت بالا لیزر-پلاسما آزمایش. در مورد یک بار در هر ساعت به بالا-مجهز به لیزر را از بند باز کردن یک petawatt انرژی (100 برابر قدرت تحویل داده شده توسط کل آمریکا شبکه برق) در پشت سر هم کمتر از یک تریلیونیم ثانیه طولانی و متمرکز به یک نقطه یک دهم قطر یک موی انسان در یک فویل فلزی هدف است.

شدت بود به طوری که ما می تولید فوق العاده داغ و فوق العاده متراکم محیط—ماده تا گاز آن از یون و الکترون آزاد—برای مطالعه آنچه ما تماس بگیرید بالا و چگالی انرژی فیزیک (HEDP). بسته به آزمایش های دقیق حرارت و فشرده سازی از هدف قرار دادن نمونه می تواند تولید کوچک انفجار که تکرار آنچه اتفاق می افتد در داخل ابرنواخترها.

و یا ما می تواند با دقت انتخاب هدف مواد و ساختار برای تولید یک شار از اشعه x و یا ذرات در راه است که می تواند ایده آل به روزی درایو شتابدهنده ذرات که در حال جمع و جور تر از کسانی که در استفاده از امروز. در برخی از موارد شدید خرد کردن مواد با استفاده از enormous فشار نور حتی منجر به کاملا جدید متحده از ماده هرگز قبل از تولید بر روی زمین به طور کامل مجددا مرتب و اتمی و مولکولی سازه.

اما به عنوان پیچیده به عنوان این مطالعات در کل تعامل و “آزمایش” خواهد بود و به معنای واقعی کلمه در یک چشم بر هم زدن (در واقع 100 میلیارد بار سریع تر از یک چشم بر هم زدن). در آن بخش کوچکی از یک ثانیه ما مجموعه ای از نوترون شارژ, ذرات, x-ray و نوری تشخیص را اسیر لحظه برهمکنش لیزر با هدف کوچک و پلاسما از آن تولید شده است. همه ما گراد دانش آموزان و دانشجویان مقطع فوق دکترا پس از آن گریز به منطقه مورد نظر برای بازیابی داده های ما جمع آوری فیلم و صرفه جویی در تصاویر از گاهی 30 یا بیشتر ابزار است.

این امر پس از آن اجازه می دهد تا ما را به استنباط چگونه بسیاری از ذرات ما شتاب در مینی شتاب دهنده و یا اینکه آیا این مواد جدید در یک کریستالی و یا آمورف دولت و یا چگونه روشن از یک ابرنواختر ما ایجاد شده است. در طول زمان آن را برای لیزر برای خنک ما را reset ما دستگاه تعویض فیلتر و فیلم به هدف و سپس تکرار یک ساعت بعد. یک روز خوب در آزمایشگاه جمع آوری شد هفت تا هشت با کیفیت امتیاز داده.

که در سال 2006. سریع به جلو به 2020 و بله زمینه HEDP تکامل یافته است. امکانات تبدیل شده اند بیشتر و متنوع با ترکیب چندین لیزر یا لیزر با x-ray لیزر الکترون آزاد (XFELs) و یا با قدرت پالس ماشین آلات. Experimentalists را توسعه داده اند بسیاری از اندازه گیری جدید فن آوری قادر به دقت بیشتر در ultrashort زمان و طول مقیاس. اهداف را تبدیل به پیچیده تر و پیشرفته; آنها ممکن است از فلز جامد و یا فوم و یا دانه فلفل-به اندازه دانه های توخالی پلاستیکی حاوی گازهای طراحی شده برای تولید دقیق امضا از انرژی و ذرات. تمام این تکنولوژی جدید منجر به پیشرفت های عظیم در HEDP تولید دانش جدید مربوط به سیاره, علم, فیزیک نجومی, مواد, فیزیک و فیوژن.

اما در حال حاضر ما در آستانه کامل تغییر پارادایم برای رشته ما. به جای عامل پس از یک ساعت با شدت بالا پالس کوتاه لیزر در حال حاضر می تواند اجرا در نرخ تکرار بیش از 10 هرتز (10 بار در هر ثانیه)! پیشرفت در لیزر معماری و پیشرفته خنک کننده طرح اجازه می دهد که لیزر به آتش چند بار در هر ثانیه بدون گرما ایجاد می کند که منجر به حرارتی تحریف.

با چنین تکنولوژی هد آزمایش های خود را اجرا می شود در بالا-rep-نرخ منجر به افزایش, توسط یک ضربی عامل در مقدار از داده ها به دست آورد و این نوع اندازه گیری است که می تواند مورد بررسی قرار گیرد و سفارشات از قدر بهبود در آمار (و در نتیجه کاهش خطا بارها و ساخت دانش ما دقیق تر). محیط هستند و حالت چهارم ماده و همه جا شکل (معمولی نه تاریک) ماده در جهان; فاز فضای محیط را در نظر بگیرید بسیار زیاد است به طوری که بیشتر تجربی توان در خدمت است که اکتشاف است که قطعا خوش آمدید.

البته برای اینکه چنین سریع آزمایش یک واقعیت آن را نه فقط در لیزر است که باید اجرای سریع تر—سایر زیرسیستمهای باید بر این اساس افزایش سرعت به عنوان به خوبی. و این چیزی است که هیجان انگیز; زمان پیشرفت های محاسباتی قدرت یادگیری ماشین شناختی شبیه سازی تولید افزودنی و تکنیک های اندازه گیری معنی است که زمان آن رسیده است به جلو و همه با هم برای انجام آزمایش در صدها تا هزاران بار سریع تر از قبلا. در یادگیری را می توان شتاب و این کتمان حقیقت این خواهد بود که تحول برای هد فیزیک.

اساسا با گرد هم آوردن این فن آوری خواهد دانش ایجاد کارخانه—بالا-rep-نرخ تجربی لیزری که به طور همزمان می تواند سرعت بخشیدن به هر دو تجربی کشف و کامپیوتر مدل توسعه با ترکیب دولت از هنر سخت افزار و ماشین-آموزش تجزیه و تحلیل از زمین و end-to-end در سراسر تسهیلات.

چه این در واقع نگاه مانند?

من مفهوم این کارخانه با یک سری از حلقه های بازخورد. در بالا-rep-نرخ لیزر کارخانه انجام شده است و قابل اعتماد بیش از میلیون ها نفر از عکس های اقامت در یک محیط امن عامل رژیم در حالی که لیزر پارامترهای انرژی پالس با طول کانونی, نقطه و دیگران به طور مداوم و به طور خودکار تغییر محیط در حال تولید (حلقه بازخورد یکی). به جای دانشجویان تحصیلات تکمیلی جمع آوری x-ray فیلم های دیجیتالی داده ها تجزیه و تحلیل و کاهش می یابد و بلافاصله پس از هر ضربه و تغذیه به اهداف و لیزر برای بهینه سازی پارامترها و تغییر هدف طراحی برای شات بعدی (دو حلقه).

تولید افزودنی پیشرفت تولید این پیچیده تر اهداف “در تقاضا” (حلقه سوم). افزایش ابر قدرت و جدید, ماشین-یادگیری فن آوری منجر به رویکردهای جدید در تجزیه و تحلیل داده ها پیش بینی و استفاده از high-fidelity شبیه سازی برای مقایسه آزمایش—حلقه چهار, پنج و شش این همکاری فن آوری ممکن است یک فرآیند جدید کشف.

در هد علم هدف این است که همیشه داغتر تر ، بهتر و سریع تر برای رسیدن به جدید رژیم پلاسما پدیده ها در فیزیک نجومی و ایجاد کشورهای جدید از ماده است. فقط در چند سال گذشته ما را دیده اند برخی از هیجان انگیز نتیجه بیرون آمدن از هد: با فشرده سازی الماس (حداقل تراکم مواد شناخته شده) و اندازه گیری چگونه آن ساختار کریستالی تغییرات فشار را افزایش می دهد و با مقایسه این داده ها به سیاره-تکامل مدل های ما نشان داده اند که مشتری هسته ای است ساخته شده از الماس خالص.

لیزر محور همجوشی محصورشدگی لختی قابل توجهی پیشرفت ساخته شده; ما در 70 درصد از فشارها و حبس زمان ما نیاز به دستیابی به پایدار گرما رایت که در آن انرژی خروجی بیشتر از ورودی. و محیط می شود دستکاری در به طور کامل رمان راه به عنوان بی نهایت همه کاره اپتیک. تصور کنید که چقدر سریع تر پیشرفت علمی خواهد بود با بالا جدید-rep-رای امکانات است که می تواند هزاران عکس در هر ساعت در مقابل یک در هر ساعت در حال حاضر. از آن خواهد شد یک پربار کشف کارخانه واقع است.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net