Наука и техника

В эксперименте получена чрезвычайно горячая плотная плазма

26 января 2012 года, 18:16 | Текст: Дмитрий Сафин | Послушать эту новость

Интернациональная группа физиков экспериментально зарегистрировала образование плазмы с плотностью твёрдого тела и чрезвычайно высокой температурой.

Работа была выполнена в американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC, где размещается уникальный рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS), построенный по схеме лазера на свободных электронах. Излучение здесь генерируется моноэнергетическим пучком электронов, которые совершают колебания под действием внешних полей и перемещаются с релятивистской скоростью. LCLS, введённый в эксплуатацию в 2009-м, обеспечивает огромную интенсивность (свыше 10¹⁷ Вт/см²), подобную которой ранее могли продемонстрировать только оптические лазеры.

Внутренняя часть экспериментальной камеры LCLS. В центре находится держатель для образца, слева — спектрометр, справа — небольшой вспомогательный лазер. (Фото University of Oxford / Sam Vinko.)

Луч LCLS, сведённый в пятно микрометрового размера, направлялся на тонкую алюминиевую фольгу. Длительность лазерного импульса при этом измерялась десятками фемтосекунд.

«Расчёты показывали, что излучение LCLS с его небольшой длиной волны должно создавать однородную «порцию» плазмы — куб с длиной стороны, равной тысячной долей сантиметра», — говорит участник работ Боб Нэглер (Bob Nagler). Эти ожидания подтвердились: в эксперименте действительно была получена плазма с плотностью твёрдого тела и температурой, примерно равной двум миллионам кельвинов. Наблюдая за созданной ими системой, учёные оценили некоторые её параметры и сравнили их с данными модельных вычислений.

Опыты, ориентированные на исследование горячего и плотного вещества, позволяют получить некоторое представление о том, какие условия устанавливаются в недрах звёзд и планет-гигантов. Результаты работ на LCLS также должны заинтересовать специалистов по инерциальному термоядерному синтезу.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Национальной ускорительной лаборатории SLAC.