Os cientistas criaram um tipo completamente novo de plasma com um mecanismo de resfriamento ultrarrápido

A matéria existe em quatro estados - sólido, gasoso, líquido e plasma, sendo o plasma

a condição mais comum no visívelUniverso. Consiste em partículas carregadas livres, como íons e elétrons. O plasma pode existir em uma enorme variedade de temperaturas e densidades: desde o núcleo do Sol até raios ou chamas. O desafio para compreender a dinâmica do plasma é primeiro identificar mecanismos universais e depois compará-los com um experimento controlado de laboratório.

“Com o trabalho apresentado esperamos contribuircontribuição para uma compreensão mais ampla dos processos fundamentais que ocorrem em sistemas de plasma extremos que não são diretamente acessíveis à investigação experimental"

Tobias Crocker do grupo de pesquisa do Prof. Markus Drescher.

No Center for Optical Quantum TechnologiesNa Universidade de Hamburgo, os pesquisadores resfriam e prendem átomos com luz laser. Eles usam o intenso campo de luz de um pulso de laser ultracurto para separar átomos em elétrons e íons em 200 femtossegundos. Um femtossegundo é um milionésimo de um bilionésimo de um segundo. Devido à temperatura inicial extremamente baixa dos átomos, os íons têm temperaturas abaixo de 40 milikelvins, que é apenas ligeiramente acima da temperatura mais baixa possível no Universo de –273 ° C. Em contraste, os elétrons são inicialmente muito quentes com uma temperatura de 4977 ° C, perto das temperaturas na superfície do sol.

Elétrons quentes gerados diretamentepor um pulso de laser ultracurto, começa a sair e deixar uma região carregada positivamente, que captura alguns dos elétrons no plasma ultracold. Este estado de plasma nunca foi observado antes. Os pesquisadores observaram que os elétrons presos no plasma são resfriados em uma escala de tempo ultrarrápida e medem a temperatura final. Além disso, eles notaram que o plasma é estável por várias centenas de nanossegundos, o que é muito para esses sistemas.

Este plasma ultracold serve como referência paramodelos teóricos e poderia lançar luz sobre as condições extremas presentes na fusão termonuclear de confinamento inercial ou objetos astronômicos, como anãs brancas. Além disso, os próprios elétrons ultracold resultantes são interessantes como uma fonte brilhante para visualizar amostras biológicas.

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