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.

Плазма

Источник: unsplash

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.

Экспериментальная установка для охлаждения атомов кальция

Источник: пресс-служба РНФ

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.

Снимок ионов стационарной плазмы кальция, полученной российскими учеными

Источник: пресс-служба РНФ

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?