Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Vào một ngày tại máy laser lớn nhất thế giới, các nhà khoa học đã tình cờ tạo ra các điều kiện giống như một ngôi sao bằng cách sử dụng 192 laser công suất cao. Các ngôi sao trong vũ trụ được hình thành thông qua một quá trình gọi là tổng hợp hạt nhân, hợp nhất các nguyên tử nhẹ hơn để tạo ra các hạt nhân nguyên tử mới nặng hơn. Các nguyên tố tự nhiên được tìm thấy ở đây trên Trái đất như helium và nhôm đều đã được hình thành thông qua quá trình này và bên trong một ngôi sao không giống như mặt trời của chúng ta.
Vào một ngày tại máy laser lớn nhất thế giới, Cơ sở đánh lửa quốc gia (NIF) ở Livermore, California, các nhà khoa học đã tình cờ tạo ra các điều kiện giống như một ngôi sao bằng cách sử dụng 192 tia laser công suất cao. Các ngôi sao trong vũ trụ được hình thành thông qua một quá trình gọi là tổng hợp hạt nhân, hợp nhất các nguyên tử nhẹ hơn để tạo ra các hạt nhân nguyên tử mới nặng hơn. Các nguyên tố tự nhiên được tìm thấy ở đây trên Trái đất như helium và nhôm đều đã được hình thành thông qua quá trình này và bên trong một ngôi sao không giống như mặt trời của chúng ta.
Năng lượng của chùm tia laser NIF được khuếch đại trong một tòa nhà tương đương với chiều dài của ba sân bóng đá và sau đó tập trung vào các viên nang nhỏ chứa đầy khí hoặc băng với những bức tường dày 18 micromet (khoảng độ dày của tóc người) và đường kính ngoài 3 mm. Viên nang được đặt chính xác ở trung tâm của buồng mục tiêu có đường kính 10 mét (Nó giống như việc cố gắng đặt chính xác một con kiến vào trung tâm chính xác của xe buýt vậy). Và khi các viên nang được thổi với tất cả 192 chùm tia laser, chúng sẽ nổ tung rồi tạo ra các điều kiện giống như ngôi sao rất nóng và rất dày đặc.
Các thí nghiệm đang diễn ra tại NIF đang nghiên cứu một trong những quá trình tổng hợp hạt nhân chính ở mặt trời là phản ứng 3He-3He giữa hai ion helium trong điều kiện giống như sao. Phản ứng này chịu trách nhiệm cho gần một nửa thế hệ năng lượng trong mặt trời của chúng ta khi nó đốt cháy hydro thành helium.
Điều thú vị về những thí nghiệm này không giống như trong các nghiên cứu trước đây trên Trái đất vì các nhà khoa học đã thực sự đang nghiên cứu phản ứng này ở điều kiện nhiệt độ và mật độ tương đương với các ngôi sao.
Đáng ngạc nhiên hơn khi kết quả sơ bộ cho thấy khi ở nhiệt độ thấp hơn, các proton tương đối được nhìn thấy với năng lượng cao hơn so với năng lượng thấp hơn.
Những kết quả này sẽ giúp các nhà khoa học thêm các ràng buộc quan trọng vào các tính toán lý thuyết về phản ứng phức tạp này và ước tính xác suất xảy ra phản ứng 3He-3He cũng như các quá trình quan trọng khác trong mặt trời. Sẽ còn một vòng thí nghiệm nữa, hiện đang được lên kế hoạch vào tháng 2 năm 2020, nơi Tiến sĩ Gatu Johnson có kế hoạch mô tả rõ hơn nhiệt độ đạt được trong điều kiện giống như ngôi sao.
Những thí nghiệm này là một phần trong nỗ lực mới để nghiên cứu các phản ứng tổng hợp hạt nhân và các hiện tượng có liên quan trong các điều kiện giống như sao bằng cách sử dụng tia laser.
Các plasma mật độ năng lượng cao là phòng thí nghiệm duy nhất trên trái đất tái tạo các điều kiện khắc nghiệt trong đó các nguyên tố được tạo ra trong vũ trụ. Công việc của các nhà nghiên cứu thiên văn học sẽ tiếp tục sử dụng nền tảng này để thăm dò các phản ứng tổng hợp hạt nhân khác và các hiện tượng có liên quan trong tương lai – Đây được xem là một cách mới, sáng tạo hơn để nghiên cứu cách tạo ra các công cụ sao!
Công trình này được Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Cơ quan An ninh Hạt nhân Quốc gia (DE-NA0001857, DE-NA0002949, DE-NA0002905, DE-FG02-88ER40387, DE-NA-0001808, Trung tâm xuất sắc cấp DE -NA0003868).
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.