Bên trong một thiết bị quang học tối tân. Ảnh: Readers Fusion
Đây là mục tiêu của một nhóm nghiên cứu tại Thượng Hải. Theo SCMP, nhóm nghiên cứu sẽ tạo ra tia laser với công suất 100 petawatt (1.000 tỷ watt) trong vòng 2 năm sắp tới. Mức năng lượng khổng lồ này sẽ giúp con người quan sát được những thứ nhân loại chưa từng thấy, tạo ra các loại vật liệu mới cũng như có thêm các thành tựu về khoa học năng lượng.
Liu Jun, một thành viên của dự án Trạm Tia Cực sáng (SEL) cùng Viện Quang học và Cơ khí Thuần tuý Thượng Hải cho rằng việc tạo ra tia laser mạnh thế này không hề đơn giản. Một mức công suất đầu ra quá cao có thể làm hư hại các thiết bị quan sát như tinh thể, thấu kính hay gương.
Để tránh xảy ra vấn đề trên, các nhà khoa học sẽ phải làm nhiễu xạ tia tới thành một dải quang phổ rộng nhiều màu, sau đó truyền vào mỗi tia màu mức năng lượng mà thiết bị có thể xử lý. Cuối cùng, họ nén chúng lại thành một tia duy nhất với công suất được khuếch đại nhiều lần.
Giai đoạn nén là lúc các nhà nghiên cứu gặp nhiều khó khăn nhất trong vài thập kỷ qua. “Thiết bị nén tia sẽ bị cháy nếu phải chịu mức công suất đầu vào quá lớn”, ông Liu chia sẻ.
Trong một ấn phẩm được đăng trên Tạp chí Quang học tháng 5, ông Liu cùng các đồng nghiệp đã đề xuất một phương pháp laser hiệu quả hơn: đó là chia quá trình nén thành nhiều giai đoạn nhỏ. Thao tác này không chỉ giảm bớt lượng tải nhiệt các thiết bị phải chịu, mà còn cải thiện công suất đầu ra.
Dự án SEL với mức đầu tư cả trăm triệu USD dự định sẽ sử dụng 4 tia laser để đạt được mức năng lượng mong muốn. Nhưng với công nghệ mới này, họ chỉ cần một tia. “Số tia càng ít thì lượng thiết bị cần dùng sẽ càng được giảm đi. Từ đó đơn giản hoá quá trình lắp đặt và vận hành”, ông Liu nói.
Dù tia laser chỉ được duy trì trong chốc lát, các chuyên gia cho biết nó cũng đủ để xé toạc không-thời gian một chút để nhân loại có thể quan sát những hiện tượng vật lý trước đây chỉ tồn tại trên lý thuyết.
Tia laser cực mạnh này khi tập trung vào một điểm nhỏ trong chân không sẽ khiến một hạt hạ nguyên tử bất ngờ xuất hiện. Trước đây, các nhà khoa học chỉ có thể dự đoán hiện tượng này, nhưng SEL đã khiến nó trở thành hiện thực.
Một nhà khoa học tại Viện Vật lý tại Học viện Trung Hoa cho rằng bước đột phá này sẽ củng cố vị trí của Trung Quốc trong cuộc đua laser cường độ cao.
Một số đội nghiên cứu tại Nga, châu Âu hay Mỹ cũng đã đề xuất các dự án tương tự. Tuy nhiên, chính phủ các nước này chưa cung cấp đủ ngân sách để nghiên cứu và hiện thực hóa.
Đây có thể là một thành tựu đáng nể và quan trọng cho cả thế giới. Một nhà khoa học giấu tên cho rằng nhiều viện nghiên cứu trên cả thế giới đang dõi theo dự án tại Thượng Hải này.
“Nhiều đối thủ cạnh tranh cũng mong SEL thành công”, ông nói.