ISNS: A caminho dos exawatts

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[ Traduzido de: Going For Exawatts ]

Uma universidade no Texas está tentando construir o laser mais poderoso do mundo.

25 de janeiro de 2010

Por Phillip F. Schewe
Inside Science News Service

Todd Ditmire

Imagem ampliada

O Dr. Todd Ditmire dirige o projeto do Texas Petawatt na Universidade do Texas em Austin

Crédito: UT Austin


WASHINGTON (ISNS) — Produzir um laser com um terawatt de energia – ou seja, um trilhão de watts – costumava ser algo impressionante, no entanto a vanguarda da pesquisa da energia óptica anda na casa de 1 quatrilhão de watts, ou seja, 1 petawatt. Porém mesmo uma tal energia não é o bastante para o professor de física Todd Ditmire da Universidade do Texas em Austin.

Ditmire planeja construir um laser de exawatt, uma potência equivalente a 1.000
petawatts. Mas esse super-laser ainda está a anos do atual estado-da-arte. Enquanto isso, Ditmire já tem o laser mais poderoso do mundo.

Para fazer uma ideia do que significa um exawatt, compare com uma típica lâmapda incandescente de 100 W. A capacidade de toda a rede de energia elétrica dos EUA é de cerca de 10 bilhões de vezes isso, ou seja, cerca de 1 terawatt. Assim, toda a rede de energia elétrica dos EUA poderia acender continuamente 10 bilhões de lâmpadas de 100 W. Um
petawatt é 1.000 vezes isso tudo e um exawatt são 1.000 petawatts.

O laser de Ditmire não produz mais energia do que a rede de energia dos EUA toda: o laser atinge seu pico máximo por um breve instante de cada vez e o faz a partir de uma quantidade pequena de energia por um período menor do que um trilionésimo de segundo. Apenas durante esse instante o laser da UT Austin se torna mais poderoso do que toda a rede de energia elétrica. Ditmire usa uma técnica conhecida como “chirping” (uma técnica de compressão de pulso por modulação linear de frequência) para estender o tempo de duração do breve pulso de luz. Esse pulso alongado é amplificado a uma energia mais alta e então re-comprimido para uma duração mais curta, comprimindo a energia em um pacote muito poderoso.
 

O principal emprego do Texas Petawatt Laser, como ele é chamado, é produzir fusão termonuclear, um processo que muitos engenheiros gostariam de dominar para a produção de energia elétrica comercial. Outras configurações usam a energia do laser para bombardear alvos que liberam nêutrons que podem ser usados em pesquisas biomédicas ou de nanotecnologia.

Para alcançar sua próxima meta, lasers com exawatts de potência, Ditmire espera combinar tecnologias já conhecidas de laser e sua técnica já comprovada de pulsos curtos, com novos materiais de vidro para lasers que permitirão a amplificação a energias ainda mais altas, porém estima que a construção de um laser na casa do exawatt possa demorar ainda uns 10 anos.

O ano de 2010 marca o 50º aniversário da invenção do laser, o que vem sendo sublinhado pelo LaserFest  que enfatiza a importância dos lasers em vários congressos científicos por todo o ano. Os dipositivos laser apresentam a qualidade única de concentrar uma grande quantidade de energia luminosa em um pequeno ponto e enviar feixes de luz em linhas quase retas, tornando possíveis coisas como cirurgias a laser, mapeamentos a laser e apontadores a laser.

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