Если прогуляться по двору здания физики, математики и астрономии Техасского университета в Остине, вы увидите 17-этажную башню и огромное Г-образное здание. Вы не увидите техасский петаваттный лазер, потому что он находится на двух этажах под землей за тяжелыми дверями с логотипом, который большинство студентов пропускает. Это один из самых мощных лазеров в США, хотя в настоящее время он закрыт из-за сокращения финансирования.

Я был ведущим лазерным ученым на техасском петаваттном лазере (TPW) с 2020 по 2024 год. Этот финансируемый государством исследовательский центр, часть сети LaserNetUS Министерства энергетики, позволял ученым со всей страны подавать заявки на время для использования специализированного оборудования. Этот лазер берет крошечный импульс света, растягивает его, усиливает до тех пор, пока он ненадолго не несет больше мощности, чем вся электросеть США, а затем сжимает его обратно до триллионной доли секунды, чтобы создать, по сути, звезду в вакуумной камере.

В день выстрела целью может быть кусок металлической фольги тоньше человеческого волоса, газовый поток или крошечная пластиковая гранула. Ученые использовали TPW для изучения внутренностей звезд, термоядерной энергии и даже новых подходов к лечению рака. Вопреки киноизображениям, «день выстрела» — это часы тихой, повторяющейся работы, за которыми следуют около 10 секунд, когда никто не дышит.

Типичный день выстрела начинался с того, что я приходил на два часа раньше, надевал халат, сапоги и сетку для волос и входил в холодную чистую комнату. Вы не просто включаете лазер; вы осторожно его будите. Я начинал с осциллятора, маленькой коробочки, генерирующей первый зародыш света, и записывал фиксированные параметры, такие как энергия и центральная частота. Затем я запускал насосный лазер, чтобы усилить импульс от наноджоулей примерно до половины джоуля.

Системе требовалось 30 минут для стабилизации, в течение которых я проверял юстировку через каждую диафрагму и камеру. Небольшое смещение могло быть катастрофическим, прожигая оптику, на замену которой уходят месяцы. Затем луч попадал в первый усилитель: стеклянный стержень, окруженный импульсными лампами. Луч делал проходы, становясь сильнее, пока не достигал примерно 12 джоулей — примерно энергии мяча, брошенного с силой через комнату. Этот процесс сам по себе занимал большую часть часа.

Затем я расширял луч и направлял его через последнюю стадию: дисковые усилители. Два усилителя, каждый с двумя массивными 30-сантиметровыми стеклянными дисками, накачивались огромным блоком импульсных ламп, питаемых от конденсаторных батарей настолько больших, что у них была своя комната на отдельном этаже. Быстрые оптические затворы между каждой стадией действовали как ворота.

Когда экспериментальная команда подтверждала, что цель находится в положении, мы готовились к системному выстрелу. Каждый монитор мигал красным «Режим системного выстрела». Я объявлял об этом через винтажный микрофон, открывал компрессорный поглотитель луча (тяжелая стеклянная пластина, на перемещение которой уходит две минуты), а затем проводил проверку безопасности. С помощью маленького ключа блокировки я запирал каждую дверь; если одна открывалась, выстрел прерывался.

Вернувшись в диспетчерскую, я заряжал конденсаторные батареи. На этом этапе пути назад нет, кроме аварийного отключения. В комнате воцарялась тишина. Я обменивался взглядом с исследователем, например, с Джо из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в один из дней, который сжимал свою кружку с кофе. «Зарядка завершена. Запуск системного выстрела через три, два, один. Огонь».

Я нажимал кнопку. Громкий глухой удар прокатывался по зданию, когда накопленная энергия вливалась в луч. Мониторы замирали, фиксируя диагностику. Внизу, в вакуумной камере, пятно меньше человеческого волоса достигало температур, измеряемых миллионами градусов. Я откидывался назад и записывал параметры, пока все выдыхали. Сначала офицер по радиационной безопасности проверял камеру, затем экспериментальная команда собирала данные.

Иногда все работало идеально. Иногда нет. Один днем в 2023 году, после трех часов подготовки, я нажал кнопку и не услышал ничего. Затвор вышел из строя. Мониторы показывали черный экран. Я написал ВЫСТРЕЛ НЕ УДАЛСЯ в журнале и начал часовое охлаждение. Мы сидели в тишине, а затем сделали выстрел четыре часа спустя. Это та часть, которую не показывают в фильмах.

Это ожидание и есть работа: часы терпения ради 10 секунд, к которым никогда толком не привыкаешь. Все это происходит под кампусом, где ходят тысячи людей, не подозревая, что на долю секунды крошечная точка материи горячее поверхности Солнца только что существовала у них под ногами.