Наука простыми словами — что такое лабораторная плазма?

Помимо твердого, жидкого и газообразного состояний у веществ бывает и четвертое — плазма. Ее можно найти в недрах пышущих жаром звезд, а еще создать в лаборатории. Как это получается, и чем создаваемая плазма отличается от природной?

Лабораторная плазма с высокой плотностью энергии (HED), возможно, является самым экстремальным состоянием материи, когда-либо созданным на Земле. Нормальная плазма — одно из четырех основных состояний материи, наряду с твердым телом, газом и жидкостью. Но плазма ГЭД обладает свойствами, которых нет в нормальной плазме, образованной в естественных условиях. Например, вещество в этом состоянии может одновременно вести себя как твердое тело и газ. В этом состоянии материалы, которые обычно действуют как изоляторы для электричества, вместо этого становятся проводящими металлами. Для создания и изучения плазмы HED ученые сжимают материалы в твердой или жидкой форме, или бомбардируют их частицами.

Способность ученых создавать и контролировать экстремальные условия в лабораториях на Земле помогает нам понять черные дыры и другие события во Вселенной. Такие исследования также поддерживает усилия по превращению термоядерной энергии в реальность на Земле, используя процессы, происходящие внутри Солнца, для производства неограниченных объемов энергии. Ученые, работающие с плазмой HED, не только пытаются понять окружающий нас мир, но и разрабатывают способы практического применения плазмы. Исследования плазмы HED могут помочь нам понять, как производить радиоактивные изотопы. Эти радиоизотопы имеют множество практических применений. Например, их можно использовать в качестве более продвинутого рентгена или в промышленности для понимания того, как материалы изнашиваются при использовании.

Факты о плазме HED

  • Плазма с высокой плотностью энергии — это экзотическое состояние вещества, обнаруживаемое в астрофизических событиях, таких как рождение звезд и коричневых карликов, в лабораторных экспериментах по термоядерному синтезу и при взрывах ядерного оружия.

  • Ученые генерируют плазму HED с использованием мощных лазеров петаваттного класса, которые генерируют мгновенные уровни мощности, эквивалентные выходной мощности всей электрической сети крупной страны.

  • Плазма HED создаваемая в National Ignition Facility, добывается при помощи самого мощного лазера в мире с 2 мегаджоулями (энергия, потребляемая 20 000 100-ваттных лампочек за одну секунду) световой энергии, доставляемой за 16 наносекунд.

  • Открытие, сделанное при помощи плазмы HED в виде компактных недорогих источников излучения, находят применение в науке, промышленности и медицине.

  • Использование 192 лазеров NIF для поражения изотопов водорода можно сравнить с бросками мячей на расстояние более 600км в попытке попасть в небольшую мишень.

Читайте также

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Смоделирован квантовый механизм передачи информации в клетке

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Размер кристалла помог предсказать магнитные свойства сложных материалов

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Животные могли населить Землю на 200 миллионов лет раньше

Ученые воссоздали лицо Homo sapiens возрастом 315 000 лет

Ученые воссоздали лицо Homo sapiens возрастом 315 000 лет

Ученые открыли сверхпроводник I типа, нарушающий симметрию обращения времени

Ученые открыли сверхпроводник I типа, нарушающий симметрию обращения времени

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

Сверхчувствительный сенсор сделает раннюю диагностику болезней Паркинсона и Альцгеймера

В Китае обнаружен динозавр микрорапторин, меняющий теорию эволюции полета

В Китае обнаружен динозавр микрорапторин, меняющий теорию эволюции полета

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

В Китае создали установку, которая производит водород и пресную воду из морской воды

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

Лед на северном полюсе Марса оказался намного чище, чем считали ученые

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году

В Сингапуре человекоподобные роботы начнут работать вместе с полицией к 2028 году

Ростех представил робота DOKA RC5 для 3D-биопечати кожи

Ростех представил робота DOKA RC5 для 3D-биопечати кожи