Физики из лондонского Имперского колледжа лазером разогрели
вещество до температуры, превышающей температуру ядра Солнца, всего за 20 фемтосекунд (квадриллионных доли секунды).
Новый метод важен прежде всего для разработки
технологии термоядерного синтеза. Для работы реакторов необходимо воссоздать
условия и процессы, происходящие в недрах Солнца, и быстро нагреть вещества до
сверхвысоких температур. Просто «бить» лучом максимально сильного лазера
недостаточно — важно также усовершенствовать процесс нагрева материала, сообщается
в журнале Nature Communications.
Обычно лазерный пучок нагревает электроны, а потом
те нагревают ионы, составляющие основную массу. Этот процесс является
сравнительно долгим. Ученые пытались придумать, как нагревать непосредственно
ионы. Они выяснили, что при попадании луча лазера с высокой плотностью потока
излучения на определенные материалы возникает электростатическая ударная волна,
приводит «Лента.ру» выдержки из статьи.
Ученые во главе с Артуром Тареллом в ходе
моделирования на суперкомпьютере обратили внимание на то, что материалы с
высокой плотностью (пластмасса и гидрид цезия) обладают особой комбинацией
ионов, которые разгоняются с различной скоростью. Это создает нужное для
нагрева трение. Кроме того, из-за плотности материала ударная волна уплотняет
ионы в десять раз, что также усиливает влияние трения.
«Ионы двух типов в этих веществах выступают в роли
спичек и коробка — чтобы зажечь пламя, нужны оба компонента. Спичка сама по
себе не загорится: необходимо трение, возникающее при ударе ею о коробок», —
поясняет соавтор статьи Марк Шерлок (Mark Sherlock).
Пока новая техника остается на уровне теоретических
моделей. Данные ученых показывают, что с ее помощью можно нагреть небольшое
количество твердого вещества до 11,6 миллиона градусов по Цельсию за несколько
десятков фемтосекунд. Сейчас исследователи планируют доказать истинность модели
экспериментально.
