Tutkijat ovat luoneet täysin uuden tyyppisen plasman, jossa on erittäin nopea jäähdytysmekanismi

Aine on neljässä tilassa - kiinteässä, kaasussa, nestemäisessä ja plasmassa, plasman ollessa kyseessä

yleisin tila näkyvässäUniversumi. Se koostuu vapaista varautuneista hiukkasista, kuten ioneista ja elektroneista. Plasma voi esiintyä valtavalla lämpötila- ja tiheysalueella: Auringon ytimestä salamaan tai liekkeihin. Plasmadynamiikan ymmärtämisen haasteena on ensin tunnistaa universaalit mekanismit ja sitten verrata niitä kontrolloituun laboratoriokokeeseen.

”Toivomme osallistuvamme esitellyllä työlläedistää laajempaa ymmärrystä äärimmäisissä plasmajärjestelmissä tapahtuvista perusprosesseista, jotka eivät ole suoraan kokeellisen tutkimuksen ulottuvilla."

Tobias Crocker professori tohtori Markus Drescherin tutkimusryhmästä.

Optisten kvanttiteknologioiden keskuksessaHampurin yliopistossa tutkijat jäähdyttävät ja vangitsevat atomeja laservalolla. He käyttävät ultralyhyen laserpulssin voimakasta valokenttää atomien erottamiseksi elektroneiksi ja ioneiksi 200 femtosekunnin sisällä. Femtosekunti on miljoonasosa miljardin sekunnista. Atomien erittäin alhaisen alkulämpötilan vuoksi ionien lämpötilat ovat alle 40 millikelviiniä, mikä on vain hiukan maailmankaikkeuden alinta mahdollista lämpötilaa –273 ° C. Sitä vastoin elektronit ovat aluksi erittäin kuumia ja lämpötila on 4977 ° C, lähellä auringon pinnan lämpötiloja.

Kuumat elektronit syntyvät suoraanalkavat lähteä ultralyhyellä laserpulssilla ja jättää positiivisesti varautuneen alueen, joka sieppaa osan ultrakylmästä plasmasta. Tätä plasmatilaa ei ole koskaan aikaisemmin havaittu. Tutkijat havaitsivat, että plasman loukkuun jääneet elektronit jäähdytetään ultranopealla asteikolla ja mittaavat lopullisen lämpötilan. Lisäksi he huomasivat, että plasma on stabiili useita satoja nanosekunteja, mikä on paljon tällaisille järjestelmille.

Tämä ultrakylmä plasma toimii viitteenäteoreettisia malleja ja ne voisivat valaista äärimmäisiä olosuhteita, joita esiintyy inertiaalisessa suljetussa lämpöydinfuusiossa tai tähtitieteellisissä kohteissa kuten valkoisissa kääpiöissä. Lisäksi saadut ultrakylmät elektronit itse ovat mielenkiintoisia kirkkaana lähteenä biologisten näytteiden visualisoimiseksi.

Lue lisää:

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille.

Katso Marsin 8 biljoonan pikselin kuva.

Rakettipolttoaineen jälkiä löydettiin Saturnuksen kuusta Rhea. Mistä se tulee?

Katso kauneimmat kuvat Hubbleista. Mitä kaukoputki on nähnyt 30 vuoden aikana?