Los científicos han creado un tipo de plasma completamente nuevo con un mecanismo de enfriamiento ultrarrápido

La materia existe en cuatro estados: sólido, gaseoso, líquido y plasma, siendo el plasma

la condición más común en el visibleUniverso. Está formado por partículas cargadas libres, como iones y electrones. El plasma puede existir en una amplia gama de temperaturas y densidades: desde el núcleo del Sol hasta los rayos o las llamas. El desafío para comprender la dinámica del plasma es identificar primero los mecanismos universales y luego compararlos con un experimento de laboratorio controlado.

“Con el trabajo presentado esperamos contribuircontribución a una comprensión más amplia de los procesos fundamentales que ocurren en sistemas de plasma extremos que no son directamente accesibles a la investigación experimental"

Tobias Crocker del grupo de investigación del Prof. Dr. Markus Drescher.

En el Centro de Tecnologías Ópticas CuánticasEn la Universidad de Hamburgo, los investigadores enfrían y atrapan átomos con luz láser. Utilizan el intenso campo de luz de un pulso láser ultracorto para separar los átomos en electrones e iones en 200 femtosegundos. Un femtosegundo es una millonésima de una milmillonésima de segundo. Debido a la temperatura inicial extremadamente baja de los átomos, los iones tienen temperaturas por debajo de 40 milikelvins, que está solo ligeramente por encima de la temperatura más baja posible en el Universo de -273 ° C. En contraste, los electrones son inicialmente muy calientes con una temperatura de 4977 ° C, cercana a las temperaturas en la superficie del Sol.

Electrones calientes generados directamentemediante un pulso láser ultracorto, comienzan a salir y dejan una región cargada positivamente, que captura algunos de los electrones en el plasma ultrafrío. Este estado del plasma nunca se había observado antes. Los investigadores observaron que los electrones atrapados en el plasma se enfrían a una escala de tiempo ultrarrápida y miden la temperatura final. Además, notaron que el plasma es estable durante varios cientos de nanosegundos, lo que es mucho para estos sistemas.

Este plasma ultrafrío sirve como referencia paramodelos teóricos y podría arrojar luz sobre las condiciones extremas presentes en la fusión termonuclear de confinamiento inercial o en objetos astronómicos como las enanas blancas. Además, los propios electrones ultrafríos resultantes son interesantes como fuente brillante para visualizar muestras biológicas.

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