Forskare har skapat en helt ny typ av plasma med en ultrasnabb kylmekanism

Materia existerar i fyra tillstånd - fast, gas, flytande och plasma, där plasma är

det vanligaste tillståndet i det synligaUniversum. Den består av fritt laddade partiklar som joner och elektroner. Plasma kan existera i ett stort område av temperaturer och tätheter: från solens kärna till blixtar eller lågor. Utmaningen för att förstå plasmadynamik är att först identifiera universella mekanismer och sedan jämföra dem med ett kontrollerat laboratorieexperiment.

”Med det presenterade arbetet hoppas vi kunna bidrabidrag till en bredare förståelse av de grundläggande processer som förekommer i extrema plasmasystem som inte är direkt tillgängliga för experimentell forskning"

Tobias Crocker från forskargruppen till Prof. Dr. Markus Drescher.

Vid Center for Optical Quantum TechnologiesVid universitetet i Hamburg kyler forskare och fångar atomer med laserljus. De använder det intensiva ljusfältet i en ultrakort laserpuls för att separera atomer i elektroner och joner inom 200 femtosekunder. En femtosekund är en miljonedel av en miljarddels sekund. På grund av den extremt låga starttemperaturen hos atomer, har joner temperaturer under 40 millikelviner, vilket bara ligger något över den lägsta möjliga temperaturen i universum på –273 ° C. Däremot är elektroner initialt väldigt heta med en temperatur på 4977 ° C, nära temperaturer vid solens yta.

Heta elektroner genereras direktmed en ultrakort laserpuls, börja lämna och lämna ett positivt laddat område som fångar upp några av elektronerna i ultrakold plasma. Detta tillstånd av plasma har aldrig observerats tidigare. Forskarna observerade att de fångade elektronerna i plasma kyls i en ultrasnabb tidsskala och mätt den slutliga temperaturen. Dessutom märkte de att plasman är stabil i flera hundra nanosekunder, vilket är mycket för sådana system.

Denna ultrakolda plasma fungerar som en referens förteoretiska modeller och skulle kunna belysa de extrema förhållandena som finns i tröghetsfängelse eller astronomiska föremål som vita dvärgar. Dessutom är de resulterande ultrakolda elektronerna själva intressanta som en ljus källa för visualisering av biologiska prover.

Läs mer:

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.

Titta på 8 biljoner pixlar av Mars.

Spår av raketbränsle hittades på Saturnusmånen Rhea. Var kommer det ifrån?

Kolla in de vackraste bilderna på Hubble. Vad har teleskopet sett på 30 år?