В России впервые создали долгоживущую ультрахолодную плазму

С ее помощью можно усовершенствовать ионные микроскопы, а еще исследовать многие явления во Вселенной и лучше понять термоядерные процессы.

Успешно создать долгоживущую ультрахолодную плазму смогли ученые из Объединенного института высоких температур РАН. Получившаяся в ходе экспериментов плазма имеет температуру −271 °С. Напомним, что плазма является четвертым агрегатным состоянием вещества — ионизированным газом. Это смесь из положительно и отрицательно заряженных ионов и свободных электронов. В плазму газ превращается под воздействием электромагнитных волн или лазерного излучения.

Солнечный ветер, звезды, а также межзвездное пространство — это все плазма. Она бывает как горячей (такой вид активно применяют в тяжелой промышленности), так и холодной с температурой около 30 °C. Последняя крайне популярна в косметологии, медицине и даже сельском хозяйстве. Что касается ультрахолодной плазмы, то ее температура колеблется в районе абсолютного нуля по шкале Кельвина — −273 °C. Она служит уже для научных исследований, позволяя понять природу Вселенной, процессы, происходящие в термоядерных реакциях, и т. п.

Однако ультрахолодная плазма крайне «смертна». До сих пор ее удавалось создавать всего на миллионные доли секунды, но методика российских специалистов позволила решить данную проблему. Для этого они поместили атомы кальция в магнитооптическую ловушку, после чего облучили ее лазером, тем самым получив долгоживущую и стабильную ультрахолодную плазму. Об этом рассказал руководитель проекта, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией лазерного охлаждения и ультрахолодной плазмы Объединенного института высоких температур РАН Борис Зеленер:

Созданная нами ультрахолодная плазма впервые имеет бесконечный срок жизни за счет непрерывного захвата охлажденных атомов и их ионизации лазером. Ранее ученые использовали ионизацию холодных атомов коротким лазерным импульсом — из-за этого плазма существовала непродолжительное время. У нас же создается непрерывный поток новых холодных ионов и электронов, что позволяет наблюдать стационарную ультрахолодную плазму.

Сообщается, что разработка позволит не только изучить астрофизические процессы, но и улучшить ионные микроскопы.

Отмена запуска ракеты-носителя «Ангара-А5» 10 апреля 2024 — что случилось?