Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Kết hợp các tia laser mạnh mẽ và tia X sáng, các nhà nghiên cứu đã trình diễn một kỹ thuật cho phép các thí nghiệm cực đoan mới.
Kỹ thuật mới này có thể sử dụng đèn flash tia X đơn để ghi lại thông tin về vật chất cực kỳ dày đặc và nóng như có thể tìm thấy bên trong các hành tinh khí khổng lồ hoặc trên lớp vỏ của các ngôi sao chết.
Những điều kiện tương tự cũng được tìm thấy trong các thí nghiệm hợp hạch, những người đang cố gắng tạo ra một nguồn năng lượng mới bắt chước Mặt trời.
Kỹ thuật này được báo cáo trong tuần này trong Tạp chí Đánh giá Vật lý được phát triển bởi một nhóm do các nhà khoa học của Đại học Hoàng gia Luân Đôn làm việc với các đồng nghiệp, bao gồm cả những người ở Cơ sở Laser Trung tâm của Vương quốc Anh tại Phòng thí nghiệm Khoa học và Công nghệ (STFC), và được tài trợ bởi Hội đồng nghiên cứu châu Âu.
Các nhà nghiên cứu muốn cải thiện các cách để nghiên cứu ‘vật chất đậm đặc ấm’ – vật chất có cùng mật độ với chất rắn, nhưng được nung nóng lên tới 10.000? C. Các nhà nghiên cứu có thể tạo ra vật chất đậm đặc ấm áp trong phòng thí nghiệm, tái tạo các điều kiện trong trái tim của các hành tinh hoặc rất quan trọng đối với năng lượng nhiệt hạch nhưng rất khó để nghiên cứu.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Laser Gemini, có hai chùm tia – một chùm tia có thể tạo điều kiện cho vật chất đậm đặc ấm áp và một tia có thể tạo ra tia cực tím và tia X sáng để thăm dò các điều kiện bên trong vật chất đậm đặc ấm.
Những nỗ lực trước đây sử dụng laser công suất thấp hơn yêu cầu đèn flash x-quang 50-100 để có được thông tin tương tự mà kỹ thuật mới có thể đạt được chỉ trong một đèn flash. Các chớp sáng chỉ tồn tại trong vài giây (một phần tư giây), có nghĩa là kỹ thuật mới có thể tiết lộ những gì đang xảy ra trong vật chất dày đặc ấm áp trong khoảng thời gian rất ngắn.
Tác giả đầu tiên Tiến sĩ Brendan Ấm, từ Khoa Vật lý của Imperial, cho biết: “Bây giờ chúng ta sẽ có thể thăm dò vật chất đậm đặc hiệu quả hơn nhiều và ở độ phân giải chưa từng có, có thể đẩy nhanh các khám phá trong các thí nghiệm nhiệt hạch và vật lý thiên văn, như cấu trúc bên trong và sự tiến hóa của các hành tinh bao gồm cả Trái đất. “
Kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để thăm dò các điều kiện thay đổi nhanh bên trong các loại pin và thiết bị lưu trữ bộ nhớ mới.
Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật của họ để kiểm tra một mẫu titan được nung nóng, cho thấy thành công rằng nó có thể đo được sự phân bố electron và ion.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Stuart Mangles, từ Khoa Vật lý của Imperial, cho biết: “Chúng tôi dự định sử dụng kỹ thuật này để trả lời các câu hỏi chính về cách các electron và ion trong vật chất dày đặc này ‘nói chuyện’ với nhau và nhanh như thế nào truyền năng lượng từ các electron sang các ion. “
Gemini Laser của Cơ sở Laser hiện đang là một trong số ít những điều kiện phù hợp cho kỹ thuật có thể được tạo ra, nhưng khi các cơ sở mới bắt đầu hoạt động trên khắp thế giới, nhóm nghiên cứu hy vọng kỹ thuật này có thể được mở rộng và sử dụng để thực hiện một lớp hoàn toàn mới thí nghiệm.
Với đèn flash x quang ultrashort, chúng ta có thể tập trung đóng băng vào các quy trình động hoặc tạm thời trong vật liệu, tiết lộ thông tin cơ bản mới về vật liệu ở đây và rộng hơn Vũ trụ, và đặc biệt là những vật liệu ở trạng thái cực đoan.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Imperial College London . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :