Forskere har skapt en helt ny type plasma med en ultra-rask avkjølingsmekanisme

Materie eksisterer i fire tilstander - fast, gass, flytende og plasma, med plasma

den vanligste tilstanden i det synligeUnivers. Den består av fritt ladede partikler som ioner og elektroner. Plasma kan eksistere i et stort område av temperaturer og tettheter: fra solens kjerne til lyn eller flamme. Utfordringen med å forstå plasmadynamikk er først å identifisere universelle mekanismer og deretter sammenligne dem med et kontrollert laboratorieeksperiment.

«Med det presenterte arbeidet håper vi å bidrabidrag til en bredere forståelse av de grunnleggende prosessene som skjer i ekstreme plasmasystemer som ikke er direkte tilgjengelige for eksperimentell forskning"

Tobias Crocker fra forskningsgruppen til prof. Dr. Markus Drescher.

Ved Senter for optiske kvanteteknologierVed universitetet i Hamburg kjøler forskere og fanger atomer med laserlys. De bruker det intense lysfeltet til en ultrakort laserpuls for å skille atomer i elektroner og ioner innen 200 femtosekunder. En femtosekund er en milliondel av en milliarddel av et sekund. På grunn av den ekstremt lave starttemperaturen til atomer, har ioner temperaturer under 40 millikelvins, som bare er litt over den lavest mulige temperaturen i universet på –273 ° C. Derimot er elektroner i utgangspunktet veldig varme med en temperatur på 4977 ° C, nær temperaturer på overflaten av solen.

Varme elektroner genereres direkteved en ultrakort laserpuls begynner du å forlate og etterlate et positivt ladet område, som fanger opp noen av elektronene i ultrakoldt plasma. Denne tilstanden av plasma har aldri blitt observert før. Forskerne observerte at de fangede elektronene i plasmaet blir avkjølt i en ultrahurtig tidsskala og målt den endelige temperaturen. I tillegg la de merke til at plasmaet er stabilt i flere hundre nanosekunder, noe som er mye for slike systemer.

Dette ultrakolde plasmaet fungerer som en referanse forteoretiske modeller og kunne kaste lys over de ekstreme forholdene som er tilstede i inertial inneslutning av termonukleær fusjon eller astronomiske objekter som hvite dverger. Videre er de resulterende ultrakolde elektronene i seg selv interessante som en lys kilde for å visualisere biologiske prøver.

Les mer:

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde.

Se på 8 billioner piksler av Mars.

Spor av rakettdrivstoff ble funnet på Saturns måne Rhea. Hvor kommer det fra?

Sjekk ut de vakreste bildene av Hubble. Hva har teleskopet sett på 30 år?