如果你走过德克萨斯大学奥斯汀分校物理、数学和天文学大楼前的开阔庭院，你会看到一座17层高的塔楼和一栋巨大的L形建筑。但你不会看到的是你脚下的东西。

地下两层，在一扇印着大多数学生从未注意过的标志的厚重双开门后面，坐落着美国最强大的激光器之一。

我是德州拍瓦激光器（Texas Petawatt，我们称之为TPW）2020年至2024年的首席激光科学家。德州拍瓦激光器目前因资金削减而关闭，它是一个政府资助的研究中心，来自全国各地的科学家申请使用这里的专业设备。它是美国能源部高功率激光实验室网络LaserNetUS的一部分。

这种激光器将一束微小的光脉冲拉伸开来，以免炸碎光学元件，然后将其放大，直到在短暂瞬间，它携带的能量超过整个美国电网。接着，它将脉冲压缩回万亿分之一秒，在真空室中创造出一颗恒星。

**平凡与非凡的反差**

大多数人听到拍瓦激光器，会想象电影里的场景。一个”射击日”实际上是数小时安静、重复的工作，然后是大约10秒钟没有人呼吸的时间。

我现在是德克萨斯大学奥斯汀分校的研究科学家，研究激光与不同材料的相互作用，但在我运行TPW期间，一个典型的射击日是这样的：

**早上7点**

我在第一次预定射击前两小时到达。我穿上工作服、靴子和发网，走进冰冷的洁净室。激光器不会直接”打开”。你需要哄它醒来。

我从振荡器开始，这是一个产生第一粒光种的小盒子。我写下定义激光在射击期间行为的参数：能量、中心频率、管内的真空压力、冷却水位和流量。在这个阶段，无论实验是什么，这些参数都是固定的。激光必须在每次科学实验开始前以相同的方式运行。

然后我启动泵浦激光器，它将把这个微小的脉冲从纳焦耳放大到大约半焦耳。系统至少需要30分钟来稳定。在此期间，我检查光束路径上的每个针孔和每个摄像头的对准情况。

在这个阶段的轻微错位不仅仅是问题；它可能是灾难性的——在全功率下错位的光束可以烧穿需要数月才能采购和更换的光学元件，使整个激光器倒退。

**构建光束**

一旦系统预热完毕，我将光束送入第一个放大器：一个被明亮闪光灯包围的玻璃棒，这些闪光灯将光泵入玻璃——就像给电池充电一样。

每次通过，光束从玻璃中吸收能量并变得更强。然后光束进入一个更大的棒，在那里它通过四次，每次获得更多能量，直到达到大约12焦耳，大致相当于一个球被用力扔过房间的能量。

仅这个过程就需要近一个小时，大部分时间都花在检查和确认每个阶段的对准和能量上。

我扩展光束并将其送入最后阶段：盘式放大器。两个放大器，每个由两个巨大的30厘米玻璃盘组成，由一个由电容器组供电的巨大闪光灯阵列泵浦——本质上是储存电能并在突然爆发中释放的巨型电池。它们如此之大，以至于在单独的楼层有自己的房间。

每个阶段之间的快速光学快门充当门，精确控制光束何时何地传播。

**射击时刻**

当实验团队确认目标就位时，他们要求我准备系统射击。我浏览长长的检查清单。我们测试快门并切换到系统射击模式。

设施中的每个监视器都改为显示相同的消息——”系统射击模式”——并闪烁红色。

我靠在控制台上的麦克风前，这是一个看起来像属于二战无线电室的复古设备，宣布我们正在进入系统射击。然后我打开压缩器光束收集器：一块通常阻挡光束到达目标的厚重玻璃板。移动大约需要两分钟。

“清扫，为系统射击清扫。”这个宣布通过扬声器传遍整个设施。

我拿起一个小互锁钥匙，戴上激光安全护目镜，下楼。我按照特定模式走过每个房间，检查是否还有人留在里面。我一边走，一边用钥匙锁上每扇门。如果有人在我锁门后打开其中一扇门，整个射击序列就会中止。

回到控制室，我坐下并开始给电容器组充电。在这一点上，除了紧急关闭外没有回头路，这意味着失去射击并等待一切冷却下来。

“充电。”房间变得寂静。每个人的眼睛都盯着监视器。没有人说话。

我通常会与今天射击项目的研究员交换一个眼神——今天是乔，来自洛斯阿拉莫斯国家实验室的访问科学家，他设计了我们将要汽化的目标。他紧握着他的咖啡杯，好像杯子欠他钱一样。

我转回控制台。”充电完成。三、二、一后发射系统射击。发射。”

我按下按钮。一声巨响在建筑中回荡，所有储存的能量都注入光束。监视器冻结，捕捉射击瞬间的一切：光束轮廓、光谱、诊断——这些指标提供了激光器如何运行以及射击是否干净的完整画面。

楼下，在真空室中，一个比人类头发还小的点刚刚达到了以百万度计的温度。

**失败的常态**

我靠在椅子上，开始记录激光参数，每个人都松了一口气。辐射安全官员首先下去检查目标室周围的读数，然后其他人才能进入。实验团队随后收集数据。

有时一切都很完美。有时快门无法打开，你就失去了射击。

例如，2023年的一天下午，我们花了三个小时准备一次高优先级射击。目标对准了。电容器充电了。我按下按钮，什么也没听到。链中的某个地方快门失效了。监视器保持冻结，显示黑色。

没有人说话。我在日志中写下”射击失败”，并开始长达一小时的冷却序列。

这就是电影里不展示的部分：静静地坐着，等待再次尝试。我们四小时后得到了射击。

这种期待都是工作的一部分：数小时的耐心，为了你永远无法完全习惯的10秒钟。

**地面之上的无知**

这一切都发生在一个校园的地下，成千上万的人在上面行走，不知道在几分之一秒内，一个比太阳表面更热的微小物质点刚刚存在于他们的脚下。

根据美国能源部的数据，美国目前有超过10个拍瓦级激光设施，总投资超过10亿美元。这些设施每年进行数千次射击，研究从核聚变到天体物理学的各种科学问题。

然而，公众对这些设施的日常运作几乎一无所知。我们想象的是《星球大战》中的光剑对决，而不是科学家们穿着洁净服，在控制台前数小时检查参数，等待那决定性的10秒钟。

**科学背后的真实**

在电影中，科学家按下按钮，立即得到结果。在现实中，是数小时的准备，数分钟的紧张，然后是数小时的数据分析。有时，整个射击日可能只产生一次成功的射击。

德州拍瓦激光器现在已经关闭，但它的遗产继续存在。通过它收集的数据帮助科学家更好地理解恒星内部、核聚变反应，甚至可能为新的癌症治疗方法铺平道路。

当我回想那些射击日时，我记得的不是激光的威力，而是那些安静的时刻：在洁净室里的孤独，与同事交换的紧张眼神，失败后的沉默，成功后的集体呼气。

在地面之上，学生们赶着上课，教授们准备讲座，游客参观校园。他们不知道，就在他们脚下，人类正在创造比太阳中心更热的温度，只是为了回答关于宇宙的基本问题。

这就是科学的真实面貌：不是戏剧性的突破时刻，而是日复一日的坚持，是失败后的重新开始，是在平凡中寻找非凡的耐心等待。

下一次当你走过一所大学校园时，想想地下可能正在发生什么。在某个实验室里，可能有一位科学家正在准备点燃一束光，这束光将在瞬间比整个城市消耗更多能量，只是为了窥探宇宙的一小部分秘密。

而这一切，都始于一个安静的早晨，一个科学家穿上工作服，走进洁净室，开始哄一台激光器醒来。