Plazma z wnętrza gazowych olbrzymów w amerykańskim laboratorium
Naukowcom z Wydziału Energetyki Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) udało się otrzymać materię, która swoimi właściwościami odpowiada materii znajdującej się głęboko wewnątrz gazowych olbrzymów. Odkrycie przybliża również do okiełznania reakcji fuzji jądrowej, czyli niemalże nieskończonego źródła czystej energii.
Im bliżej jądra gazowego olbrzyma, tym większa wartość temperatury i ciśnienia. W obszarze przejścia fazowego Jowisza, gdzie ciekły wodór staje się metaliczny, temperatura osiąga prawie 10 tys. stopni Celsjusza a ciśnienie 200 GPa. Z kolei na granicy jądra mamy do czynienia odpowiednio z 36 tys. stopni Celsjusza i 3-4 tys. GPa.
Badanie przeprowadzone w SLAC przybliża nas do warunków, jakie panują wewnątrz tych potężnych kosmicznych obiektów. Jednocześnie daje nowe nadzieje na lepsze zrozumienie i kontrolowanie zjawiska fuzji, które w przyszłości ma nam zagwarantować energię. Najważniejsze, że uczonym udało się zmierzyć temperaturę i określić strukturę wprowadzonego do eksperymentu aluminium.
- Ogrzewanie i kompresja gorącej, gęstej materii jeszcze nigdy nie zostało zmierzone z taką dokładnością. W kolejnych krokach pokazaliśmy, jak substancja stała, trafiona laserem o potężnej mocy, jednocześnie zmniejszała swoją objętość i stawała się plazmą. Jest to ważny krok w kierunku odtworzenia zjawiska fuzji w warunkach laboratoryjnych - powiedział Siegfried Glenzer, wybitny naukowiec ze SLAC.
Zespół pod kierownictwem Glenzera wykorzystał potężny laser do poddania skrawka folii aluminiowej ciśnieniu o wartości 4,5 tys. razy większej, niż to panujące na dnie najgłębszych rowów oceanicznych. Podgrzali ją również do temperatury niemalże 20 tys. stopni Celsjusza - czterokrotnie przewyższającej tą, jaką panuje na powierzchni Słońca. Wszystko trwało milionowe lub nawet miliardowe części sekundy, ale obrazowanie z wykorzystaniem promieniowania X umożliwiło uchwycenie tego, co działo się z próbką, kiedy przeistaczała się w plazmę - czytamy na łamach serwisu PhysOrg.
W stabilnym stanie plazmę znajdziemy w gwiazdach czy wspomnianych gazowych olbrzymach, ale w warunkach laboratoryjnych pojawia się zaledwie na miliardowe części sekundy. Jej podtrzymywanie jest największym wyzwaniem dla fizyków. Minie jeszcze wiele lat, zanim opanujemy tę sztukę, ale opisany tutaj eksperyment może to przybliżyć.
