Досвід по нагріванню графіту до високих температур може привести до перегляду уявлень про життєвому циклі гігантських планет і зірок

Міжнародна команда вчених на чолі з дослідниками з Університету Уорвіка та Університету Оксфорда поставила експеримент, який привів до несподіваних результатів. Їх досвід по нагріванню графіту до високих температур може привести до перегляду уявлень про життєвому циклі гігантських планет і зірок, а також дати нові знання про термоядерному синтезі.

У своєму дослідженні вчені намагалися дізнатися більше про те, як енергія розподіляється між різними видами матерії, насамперед, як вона передається від сильно нагрітих електронів до холодних іонним остовів.

Різниця в температурах між гарячими електронами і охолодженими іонами має вирівнюватися дуже швидко, і час, який для цього необхідно, є хорошою мірою сили взаємодії між електронами та іонами. Це взаємодія також визначає, наприклад, як тепло або випромінювання транспортується зсередини планети або зірки до її поверхні. Цей процес має важливе значення і для ядерного синтезу, де електрони і іони нагріваються в процесі синтезу.

Досі всі експерименти з використанням прямого лазерного нагрівання електронів та іонів були дуже неточними, спостерігалося постійне розбіжність спостережень і даних комп’ютерного моделювання. Найбільше вчені хотіли пояснити більшу тривалість врівноваження температури в експериментах і списували це явище на недосконалість методик вимірювання.

Тепер команда вчених розробила методику проведення більш точних експериментів. Замість прямого нагрівання лазером вони використовували інтенсивні пучки протонів, які нагрівають виключно електрони, залишаючи іони охолодженими. Так, в ході експерименту електрони нагріли до 16730 градусів Цельсія, у той час як іони залишилися в межах кімнатної температури – 26 градусів Цельсія.

Вчені очікували, що розрив між модельованим взаємодією і спостереженнями зменшиться, однак всупереч їх очікуванням він навіть збільшився. Більш точний експеримент показує, що вирівнювання температур гарячих електронів і холодних іонів насправді йде в 3 рази повільніше, ніж показували попередні вимірювання, і більш ніж в 10 разів повільніше, ніж передбачала математична модель.

Це означає, що основний процес електрон-іонної взаємодії досі залишається погано вивченою. А оскільки він регулює багато властивостей матеріалів, дані результати мають широкі наслідки: від вдосконалення термоядерного синтезу, до розуміння розвитку астрофізичних об’єктів.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *