美國(guó)最強(qiáng)激光問(wèn)世！峰值功率2拍瓦，超全球電力總輸出100多倍！

2025年5月19，美國(guó)密歇根大學(xué)宣布，他們打造出了目前人類(lèi)歷史上最強(qiáng)的激光裝置，峰值功率高達(dá)2拍瓦（PW）。這是什么概念？

一束激光，瞬間爆發(fā)出的能量相當(dāng)于全球所有發(fā)電廠總功率的100多倍。它不是激光筆，不是焊接工具，而是一種能撕裂物質(zhì)、模擬恒星爆炸、甚至可能開(kāi)啟“受控核聚變”大門(mén)的超級(jí)光束。

這不是科幻電影，而是真實(shí)的科學(xué)進(jìn)展。它叫宙斯（ZEUS），正如其名，它正在逼近人類(lèi)對(duì)“極端能量”的控制邊界。

2拍瓦功率啥概念？

首先，我們要搞清楚兩個(gè)關(guān)鍵詞：“拍瓦”和 “峰值功率”。

1拍瓦（PW）等于1000萬(wàn)億瓦（101?瓦），而全球所有電站加起來(lái)的總輸出功率，也不過(guò)是約2.5太瓦（1太瓦 = 1012瓦）。所以，2拍瓦=2000太瓦（2000萬(wàn)億瓦），是人類(lèi)文明“穩(wěn)態(tài)輸出能力”的800倍。

但咱們開(kāi)頭說(shuō)的“峰值功率”，并不是持續(xù)輸出，而是在極短瞬間（飛秒級(jí)級(jí)）釋放出的能量洪峰。就像一根針?biāo)查g刺穿鋼板，并不是力量大，而是能量夠集中。

宙斯激光系統(tǒng)通過(guò)鈦寶石放大器，將一束初始激光通過(guò)多級(jí)放大、壓縮到極短脈沖，再聚焦到極小區(qū)域，使得它在10飛秒內(nèi)釋放出高達(dá)2拍瓦的光束，功率密度逼近 1022瓦/平方厘米。

這意味著，它不僅能點(diǎn)爆物質(zhì)，更能在微觀尺度制造出等離子體風(fēng)暴、時(shí)空湍流，甚至模擬接近黑洞強(qiáng)度的時(shí)空曲率效應(yīng)。

為什么科學(xué)家要造這么強(qiáng)的激光？

你可能會(huì)問(wèn)：這東西有什么用？答案是——它是現(xiàn)代物理最接近“宇宙極限”的實(shí)驗(yàn)裝置之一。

目前，宙斯的首要目標(biāo)是用于探索強(qiáng)場(chǎng)量子電動(dòng)力學(xué)（QED），也就是研究在超高能光場(chǎng)下，真空如何“沸騰”，電子如何“自生自滅”。在傳統(tǒng)物理中這些現(xiàn)象幾乎不可觀測(cè)，但在拍瓦激光下，這些極限效應(yīng)可能成為現(xiàn)實(shí)。

更實(shí)際的應(yīng)用，是激光驅(qū)動(dòng)粒子加速。傳統(tǒng)加速器如CERN的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，需要幾十公里的環(huán)形通道，而拍瓦激光可以在幾厘米的等離子體中完成相同級(jí)別的加速，這被稱(chēng)為“等離子體尾波加速技術(shù)”。

還有一個(gè)終極目標(biāo)，就是激光驅(qū)動(dòng)核聚變。在美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）和法國(guó)MEGAJOULE計(jì)劃中，超強(qiáng)激光用于聚焦點(diǎn)火氘氚燃料球，實(shí)現(xiàn)“受控聚變的突破”。雖然目前效率仍低，但拍瓦級(jí)激光為這扇大門(mén)提供了“鑰匙”。

更瘋狂的是，在宙斯的設(shè)計(jì)藍(lán)圖中，未來(lái)還計(jì)劃模擬宇宙早期的極端物理環(huán)境，比如伽馬射線暴、夸克等離子體、甚至是“量子真空漲落”的人工觸發(fā)。

所以，拍瓦激光的意義，不是“造一個(gè)強(qiáng)光手電”，而是打破我們對(duì)光、能量與真空的理解上限。

宙斯是怎么造出來(lái)的？

要制造拍瓦激光，關(guān)鍵不是找到“更亮的光源”，而是如何壓縮時(shí)間、壓縮空間、壓縮能量，把普通激光“榨干”成一束極限光流。

宙斯激光系統(tǒng)采用的是“啁啾脈沖放大技術(shù)”（CPA），這個(gè)技術(shù)曾讓其發(fā)明人（Gérard Mourou與Donna Strickland）獲得2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

它的原理是：先把一束極短的激光“拉長(zhǎng)”到納秒級(jí)，進(jìn)行多輪放大，再用光學(xué)裝置“壓縮”回飛秒尺度。這種方式能避免激光在放大過(guò)程中“燒毀設(shè)備”，同時(shí)又能在最終階段釋放出壓倒性功率。

宙斯的設(shè)計(jì)極限是3拍瓦，目前已實(shí)現(xiàn)2拍瓦輸出，并在逐步測(cè)試其穩(wěn)定性和重復(fù)頻率。整個(gè)系統(tǒng)由美國(guó)能源部資助，總投資超過(guò)1.8億美元，被譽(yù)為“國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略科學(xué)設(shè)施”。

它的核心激光室只有一間教室大小，但墻壁厚達(dá)2米，地面鋪有防震減震裝置，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)超精密光學(xué)平臺(tái)、真空腔體及千分之一秒級(jí)同步控制運(yùn)行。

可以說(shuō)，這不是造一束光，而是造一個(gè)“人造雷神之錘”。

“激光武器”和“拍瓦激光”不是一回事

聽(tīng)到“世界最強(qiáng)激光”，很多人第一反應(yīng)是“老美要造光束炮了？”

但實(shí)際上，這類(lèi)激光并不能直接用于武器系統(tǒng)。原因很簡(jiǎn)單：它的峰值功率雖然驚人，但只能維持極短的時(shí)間，且對(duì)環(huán)境要求極其苛刻（真空、無(wú)震動(dòng)、極冷、不能移動(dòng)）。你根本不可能把它裝在一輛坦克上。

真正用于軍事的激光武器，比如“高能激光攔截系統(tǒng)”（HEL），輸出功率通常在幾十千瓦到幾百千瓦之間，目標(biāo)是連續(xù)照射擊毀導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)或飛行器。

而拍瓦激光是另一種維度的存在，它的作用不是“打東西”，而是“打基礎(chǔ)物理”：它可以模擬超新星爆炸的等離子風(fēng)暴，可以研究光子如何變成電子對(duì)，可以制造實(shí)驗(yàn)室尺度的“類(lèi)黑洞”。

說(shuō)它是武器，不如說(shuō)它是科學(xué)文明的“光之加速器”。

總結(jié)

2拍瓦激光的問(wèn)世，不是為了摧毀世界，而是為了理解它。

這是人類(lèi)第一次，用光去挑戰(zhàn)宇宙的極限。

而宙斯，或許正是我們通向未來(lái)能源、未來(lái)物理、乃至未來(lái)文明的那道“光之門(mén)”。