激光的脉冲宽度可以用秒(s)或者更小的单位来表示,它是激光持续发光的时间。激光的峰值功率可以用脉冲能量除以脉冲宽度来计算,它反映了激光在最短时间内达到的最大强度。
目前,世界上最强的激光就是中国物理所研制出的超强超短激光装置,它可以产生10拍瓦(PW)的峰值功率,相当于10亿亿瓦特。这个数字是什么概念呢?如果把全球所有电站发出的电能都集中在一束激光上,也不过是几百拍瓦而已。而这台装置可以在0.02微秒(百万分之一秒)内释放出这么大的能量,相当于把太阳表面所有的能量都压缩到一个直径只有几毫米的点上。
这样强大的激光可以产生什么效果呢?首先,它可以穿透任何已知的物质,包括钢铁和岩石。因为它产生的温度和压力远远超过了这些物质的熔点和蒸发点,所以它们会被立即气化或者离子化。其次,它可以产生极端的电磁场和等离子体,模拟出类似于黑洞、中子星、太阳等天体物理环境。这样就可以在实验室里探索一些基本物理问题,比如暗物质、暗能量、引力波等。
当然,这样强大的激光也有很多应用价值,比如用于核聚变、粒子加速器、新型辐射源、材料加工等领域。其中最具前景的是利用激光实现核聚变,也就是把轻元素核合成为重元素核,并释放出巨大的能量。这种能量是清洁、安全、高效的,被认为是人类未来终极能源。目前,中国物理所正在开展相关实验,并取得了一些进展。
