Физики зафиксировали самое экстремальное состояние материи

Наука
«Нефть России», 19.11.21, Москва, 14:44    Американские физики впервые получили лазерную плазму с высокой плотностью энергии, подобную той, что присутствует в звездах и ядерных взрывах, и измерили ее параметры. Она оказалась в миллиард раз плотнее, чем плазма, питающая термоядерные реакции в токамаках. На сегодняшний день это самое экстремальное состояние материи, полученное на Земле. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
 
Плазма составляет 99 процентов видимой Вселенной и состоит из свободно плавающих электронов и атомных ядер или ионов. Плазма с высокой плотностью энергии (HED) - это состояние материи в недрах звезд, где происходят реакции, подобные ядерным взрывам. В отличие от газообразной плазмы в токомаках - установках магнитного термоядерного синтеза - эта плазма настолько плотная, что по своим свойствам приближается к твердому телу.
 
"В HED-плазме все работает по-другому, - приводятся в пресс-релизе Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США слова первого автора статьи Брайана Крауса (Brian Kraus) из департамента астрофизических наук Принстонского университета. - Важно понять, как физика работает при таких высоких плотностях, но до сих пор эти параметры трудно было измерить".
 
Исследователи из Принстонской лаборатории вместе с коллегами из других лабораторий и университетов США разработали новый метод измерения параметры HED-плазмы. Сначала они генерировали плазму, воздействуя лазером сверхвысокой интенсивности на тонкие полоски титановой фольги, а затем, используя современные компьютеры, обработали спектральные данные высокого разрешения, которые рентгеновский анализатор захватил из плазмы, вспыхнувшей всего на триллионную долю секунды.
 
"Это позволило нам измерить как плотность плазмы, так и температуру ионов, чего раньше никогда не делали", - объясняет Краус.
 
Исследование выявило ключевые аспекты HED-плазмы, которые ранее не были известны. Например, анализ показал, что температуры ионов и электронов не эквивалентны, как предполагали, а ионы значительно холоднее.
 
"Отсюда мы сделали вывод, что электроны и ионы в такой плазме не находятся в равновесии. Подобная ситуация наблюдается в плазме вблизи плотности твердого тела впервые", - отмечает еще один участник исследования Филип Эфтимион (Philip Efthimion).
 
В настоящее время ученые настраивают новую камеру в Университете штата Колорадо, с помощью которой они хотят сфотографировать эволюцию лазерной HED-плазмы.
 
"На этот раз мы проводим эксперименты с новой камерой, которая может фиксировать время, - говорит Краус. - Очень сложно снять фильм о событии, которое происходит за триллионные доли секунды, поэтому необходимы эксперименты, чтобы настроить камеру и посмотреть, что мы можем узнать".
 
Также авторы разрабатывают программные коды, которые позволят создать цифровую модель HED-плазмы.
Подробнее читайте на https://oilru.com/news/561707/
Цена нефти марки Brent опустилась ниже $79 за баррель впервые с 4 октябряИсполнение сделки ОПЕК+ в октябре повысилось до 116%
Просмотров: 284

    распечатать
    добавить в «Избранное»
Код для вставки в блог или на сайт

Ссылки по теме

Физики зафиксировали самое экстремальное состояние материи

«Нефть России», 19.11.21, Москва, 14:44   Американские физики впервые получили лазерную плазму с высокой плотностью энергии, подобную той, что присутствует в звездах и ядерных взрывах, и измерили ее параметры. Она оказалась в миллиард раз плотнее, чем плазма, питающая термоядерные реакции в токамаках. На сегодняшний день это самое экстремальное состояние материи, полученное на Земле. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
 
Плазма составляет 99 процентов видимой Вселенной и состоит из свободно плавающих электронов и атомных ядер или ионов. Плазма с высокой плотностью энергии (HED) - это состояние материи в недрах звезд, где происходят реакции, подобные ядерным взрывам. В отличие от газообразной плазмы в токомаках - установках магнитного термоядерного синтеза - эта плазма настолько плотная, что по своим свойствам приближается к твердому телу.
 
"В HED-плазме все работает по-другому, - приводятся в пресс-релизе Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США слова первого автора статьи Брайана Крауса (Brian Kraus) из департамента астрофизических наук Принстонского университета. - Важно понять, как физика работает при таких высоких плотностях, но до сих пор эти параметры трудно было измерить".
 
Исследователи из Принстонской лаборатории вместе с коллегами из других лабораторий и университетов США разработали новый метод измерения параметры HED-плазмы. Сначала они генерировали плазму, воздействуя лазером сверхвысокой интенсивности на тонкие полоски титановой фольги, а затем, используя современные компьютеры, обработали спектральные данные высокого разрешения, которые рентгеновский анализатор захватил из плазмы, вспыхнувшей всего на триллионную долю секунды.
 
"Это позволило нам измерить как плотность плазмы, так и температуру ионов, чего раньше никогда не делали", - объясняет Краус.
 
Исследование выявило ключевые аспекты HED-плазмы, которые ранее не были известны. Например, анализ показал, что температуры ионов и электронов не эквивалентны, как предполагали, а ионы значительно холоднее.
 
"Отсюда мы сделали вывод, что электроны и ионы в такой плазме не находятся в равновесии. Подобная ситуация наблюдается в плазме вблизи плотности твердого тела впервые", - отмечает еще один участник исследования Филип Эфтимион (Philip Efthimion).
 
В настоящее время ученые настраивают новую камеру в Университете штата Колорадо, с помощью которой они хотят сфотографировать эволюцию лазерной HED-плазмы.
 
"На этот раз мы проводим эксперименты с новой камерой, которая может фиксировать время, - говорит Краус. - Очень сложно снять фильм о событии, которое происходит за триллионные доли секунды, поэтому необходимы эксперименты, чтобы настроить камеру и посмотреть, что мы можем узнать".
 
Также авторы разрабатывают программные коды, которые позволят создать цифровую модель HED-плазмы.

 



© 1998 — 2022, «Нефтяное обозрение (oilru.com)».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928
Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-33815
Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 24 октября 2008 г.
При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал «Нефть России» (https://oilru.com/) обязательна.