Forskere har skabt en helt ny type plasma med en ultrahurtig afkølingsmekanisme

Stof eksisterer i fire tilstande - fast, gas, flydende og plasma, hvor plasma er

den mest almindelige tilstand i det synligeUnivers. Den består af frit ladede partikler som ioner og elektroner. Plasma kan eksistere i et stort udvalg af temperaturer og tætheder: fra Solens kerne til lyn eller flamme. Udfordringen ved at forstå plasmadynamik er først at identificere universelle mekanismer og derefter sammenligne dem med et kontrolleret laboratorieeksperiment.

”Med det fremlagte arbejde håber vi at kunne bidragebidrag til en bredere forståelse af de grundlæggende processer, der forekommer i ekstreme plasmasystemer, som ikke er direkte tilgængelige for eksperimentel forskning"

Tobias Crocker fra forskningsgruppen af ​​prof. Dr. Markus Drescher.

I Center for Optiske KvanteteknologierVed universitetet i Hamborg køler forskere og fanger atomer med laserlys. De bruger det intense lysfelt af en ultrakort laserpuls til at adskille atomer i elektroner og ioner inden for 200 femtosekunder. En femtosekund er en milliontedel af en milliardedel af et sekund. På grund af den ekstremt lave starttemperatur på atomer har ioner temperaturer under 40 millikelviner, hvilket kun er lidt over den lavest mulige temperatur i universet på –273 ° C. I modsætning hertil er elektroner oprindeligt meget varme med en temperatur på 4977 ° C, tæt på temperaturer på Solens overflade.

Varme elektroner genereres direkteved en ultrakort laserpuls begynder du at forlade og efterlade et positivt ladet område, der fanger nogle af elektronerne i det ultrakolde plasma. Denne tilstand af plasma er aldrig blevet observeret før. Forskerne observerede, at de fangede elektroner i plasmaet afkøles i en ultrahurtig tidsskala og målte den endelige temperatur. Derudover bemærkede de, at plasmaet er stabilt i flere hundrede nanosekunder, hvilket er meget for sådanne systemer.

Dette ultrakoldt plasma fungerer som en reference forteoretiske modeller og kunne kaste lys over de ekstreme forhold, der findes i inerti-indeslutning, termonuklear fusion eller astronomiske objekter såsom hvide dværge. Desuden er de resulterende ultrakolde elektroner selv interessante som en lys kilde til visualisering af biologiske prøver.

Læs mere:

Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder.

Se på 8 billioner pixelbillede af Mars.

Spor af raketbrændstof blev fundet på Saturns måne Rhea. Hvor kommer det fra?

Tjek de smukkeste billeder af Hubble. Hvad har teleskopet set i 30 år?