تجربة يوم مع أقوى ليزر في أمريكا:Inside Texas Petawatt

الليزر الخارق تحت الأرض في تكساس

عند عبور الفناء المفتوح أمام مبنى الفيزياء والرياضيات والفلك بجامعة تكساس في أوستن، تظهر ناطحة سحاب بارتفاع 17 طابقاً ومبنى ضخم على شكل حرف "L". لكن ما يخفيه المكان تحت الأرض يفوق الخيال: طابقان تحت السطح، خلف أبواب مزدوجة ثقيلة تحمل شعاراً نادراً ما ينتبه له الطلاب، يوجد أحد أقوى الليزرات في الولايات المتحدة.

دور تكساس بيتاوات: من البحث إلى التاريخ

عملت كمختص رئيسي في الليزر في مشروع تكساس بيتاوات (TPW) من عام 2020 حتى 2024. كان هذا المركز البحثي، الذي أغلق مؤخراً بسبب نقص التمويل، مخصصاً للباحثين من مختلف أنحاء البلاد لاستخدام معداته المتخصصة. وكان جزءاً من شبكة LaserNetUS، التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية، التي تضم مختبرات ليزر عالية الطاقة في أنحاء البلاد.

كيف يعمل الليزر الأقوى؟

يبدأ الليزر بومضة ضوء صغيرة، ثم يتم تمديدها لمنع تدمير البصريات، قبل تضخيمها حتى تصل قوتها، لفترة وجيزة، إلى أكثر من قدرة الشبكة الكهربائية الأمريكية بأكملها. بعدها، يتم ضغط النبضة إلى تريليون جزء من الثانية، مما يخلق ظروفاً مشابهة لتلك الموجودة في قلب النجوم داخل حجرة مفرغة من الهواء.

يوم نموذجي في تشغيل الليزر

قبل إغلاقه، كان فريق العمل يستعد لجلسة تشغيل يومية تبدأ باختبارات السلامة. بعد ذلك، يتم محاذاة الحزمة بدقة فائقة قبل إطلاقها داخل الحجرة المفرغة. يستغرق إعداد الليزر ساعات، لكن النبضة النهائية لا تدوم سوى 150 فيمتوثانية (جزء من كوادريليون من الثانية).

خلال عملي، شهدنا ظواهر فيزيائية فريدة، مثل توليد البلازما ودراسة التفاعلات بين الجسيمات عند طاقات هائلة. كانت هذه التجارب أساسية لفهم الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات.

تحديات ومشاكل التمويل

أغلقت جامعة تكساس مشروع تكساس بيتاوات في عام 2024 بسبب نقص التمويل الحكومي. على الرغم من مساهماته الكبيرة في الأبحاث العلمية، لم يتمكن المركز من الاستمرار. وقال الدكتور ماركوس كوهلر، أحد الباحثين السابقين في المشروع:

"كان تكساس بيتاوات منارة للعلماء من جميع أنحاء العالم. أغلقت أبوابه تاركاً فراغاً كبيراً في مجال أبحاث الليزر عالية الطاقة."

الإرث والمستقبل

على الرغم من إغلاقه، لا يزال تكساس بيتاوات يمثل مثالاً على ما يمكن أن تحققه التكنولوجيا المتقدمة في خدمة العلم. تسعى الجامعات والمؤسسات الآن إلى تطوير بدائل مستدامة لتمويل مثل هذه المشاريع الحيوية.

في الوقت الحالي، يعمل الباحثون السابقون في المشروع على نقل خبراتهم إلى مشاريع جديدة، أملاً في استعادة مكانة تكساس كمركز رائد في أبحاث الليزر.

حقائق عن تكساس بيتاوات

• أطلق عليه اسم "بيتاوات" بسبب قدرته على إنتاج نبضات تصل إلى 1 بيتاوات (10¹⁵ واط).
• كان واحداً من 10 مختبرات ليزر عالية الطاقة في الولايات المتحدة ضمن شبكة LaserNetUS.
• استخدم في أبحاث فيزياء البلازما، الفيزياء الفلكية، وفيزياء الجسيمات.
• أغلق في عام 2024 بعد 15 عاماً من العمل بسبب نقص التمويل.