該裝置將主要用于極端等離子體的研究，即一種電子脫離原子并形成帶電氣體的物質(zhì)狀態(tài)。將有助于理解諸多天體物理現(xiàn)象和其他難題，如宇宙如何在亞原子水平上運(yùn)行、黑洞如何產(chǎn)生噴流、物質(zhì)如何在極快的時(shí)間尺度上變化，以及用于開發(fā)用于醫(yī)學(xué)成像和治療的更小、更高效的粒子加速器。
首先，三個(gè)目標(biāo)區(qū)域中的一個(gè)將以半拍瓦(即峰值功率的六分之一)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該激光裝置每秒鐘向由氣體制成的目標(biāo)發(fā)射1個(gè)或5個(gè)超短激光脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)20至25萬億分之一秒，并將氣體原子轉(zhuǎn)化為等離子體。該裝置將在兩年內(nèi)逐步達(dá)到滿功率，計(jì)劃于2023年10月開始其標(biāo)志性實(shí)驗(yàn)和用戶操作。該裝置最終可把全功率激光束送入真空室，聚焦在氣體靶上，相撞的電子束向相反的方向移動(dòng)，從而模擬更高功率的Zetawatt激光裝置。
超快光學(xué)科學(xué)中心主任Karl Krushelnick表示，我們非常期待這個(gè)新裝置將開展的激動(dòng)人心的實(shí)驗(yàn)。
ZEUS建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理Franko Bayer表示，與耗資數(shù)十億建造的大型粒子加速器相比，用“桌面”微型激光技術(shù)制造的極端等離子體為物理學(xué)基礎(chǔ)研究提供了一種成本更低的替代方案。正是因?yàn)檫@樣的技術(shù)支持，使我們美國等離子體科學(xué)界在密歇根大學(xué)能夠制定長期研究計(jì)劃。
NSF等離子體物理項(xiàng)目主任Vyacheslav (Slava) Lukin表示，我們期待NSF ZEUS為美國和國際科學(xué)界提供最高強(qiáng)度激光的能力不斷提升，也期待這一裝置能夠有更多的使用機(jī)會(huì)。從光和物質(zhì)的基礎(chǔ)物理，到像blazars這樣強(qiáng)大的天體物理現(xiàn)象，再到緊湊型粒子加速器，該裝置的用戶一定能夠在推動(dòng)技術(shù)前沿的同時(shí)探索更廣泛的物理現(xiàn)象。
美國于1996年建造了全球首臺(tái)拍瓦級(jí)激光裝置，目前美國激光裝置的最高峰值功率為1拍瓦，分別位于勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室以及得州大學(xué)。密歇根大學(xué)3拍瓦ZEUS激光裝置于2019年9月開始建設(shè)。全球激光裝置的最高峰值功率為5.3拍瓦，為我國中科院上海市光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)超短激光實(shí)驗(yàn)裝置(SULF)。我國還計(jì)劃建設(shè)100拍瓦的激光裝置。
