Фото: hzdr.de
Профессор физики в Университете Ростока Доминик Краус
В ходе эксперимента бывальщины раскрыты свойства и поведение вещества в экстремальных условиях, что имеет важное значение для астрофизики и ядерного синтеза.
Интернациональная исследовательская группа провела лабораторные эксперименты в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, дающие новое понятие о сложном процессе ионизации под давлением планет-гигантов и звезд. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature 24 мая.
Ученые использовали самый большенный и мощный в мире лазер National Ignition Facility (NIF), чтобы создать экстремальные условия, необходимые для ионизации под давлением.
С поддержкой 184 лазерных лучей команда нагрела полость с образцом бериллия диаметром 2 мм. В результате в течение нескольких наносекунд образовался крошечный кус материи, как у карликовых звезд.
Сильно сжатый образец бериллия, плотность которого в 30 раз превышает окружающее твердое вещество, исследовали и заметили, что после сильного нагревания и сжатия по меньшей мере три из четырех электронов его переходили в ведущие состояния.
Исследователи напомнили, что вещество в недрах планет-гигантов и кой-каких относительно холодных звезд сильно сжато весом верхних слоев, и такие условия приводят к его полной ионизации. В то пора как ионизация в горячих звездах в основном определяется температурой, ионизация под давлением доминирует в более холодных объектах.
«Степень ионизации атомов внутри звезд имеет решающее смысл для того, насколько эффективно энергия может транспортироваться от центра наружу с помощью излучения… Если это будет чересчур бурно, жизнь, которую мы знаем, может быть невозможна на близкой орбите вокруг маленьких звезд», — разъяснил Доминик Краус, профессор физики в Университете Ростока и руководитель группы Гельмгольц-центра Дрезден-Россендорф, участвовавшей в исследовании.
Иллюстрация к эксперименту: hzdr.de
Несмотря на важность структуры и эволюции небесных объектов, ионизация под давлением как линия к высокоионизированной материи теоретически недостаточно изучена. Кроме того, необходимые экстремальные состояния материи очень тяжело создать и изучить, отметил физик Тило Доппнер из руководившей проектом лаборатории имени Лоуренса.
«Наша труд открывает новые пути для изучения и моделирования поведения материи при экстремальном сжатии. Ионизация в плотной плазме является ключевым параметром», — показал он.
Исследование также имеет значительные последствия для экспериментов термоядерного синтеза, добавил Доппнер.
Профессор физики в Университете Ростока Рональд Редмер подчеркнул, что моделирование и оценка исследуемых состояний плазмы является весьма сложным процессом, требующим огромной вычислительной мощности. Потребовалось несколько лет, чтобы достичь текущего понимания экспериментальных этих.
Ученые надеются получить дальнейшее понимание материи под давлением в миллиарды атмосфер на установке в Германии. Они хотят добиться подобных условий в гораздо меньшем масштабе, что позволило бы проводить гораздо больше экспериментов, чем возможно на NIF.
Ранее сообщалось, что ученым удалось получить материю из света.
Физики измерили пора «жизни» легендарной частицы
Новини від Корреспондент.net в Telegram. Підписуйтесь на наш канал https://t.me/korrespondentnet
