Ein neuer Laser könnte Materialien heißer als die Sonne fast sofort machen


Immer das Gefühl, ein wahnsinnig hohe powered Laser Ihre Probleme lösen könnte? Fusion-Forscher tun sicher! Und jetzt, haben sie die Vorlage, die, der Sie gesucht haben. Neue theoretische Arbeit weist darauf hin, es könnte möglich sein, einen Laser bauen, die Materialien zu Temperaturen heißer als das Zentrum der Sonne heizt – innerhalb von einem Millionstel einer Millionstel Sekunde.

Fusion, die Kernreaktion, die die Sterne antreibt tritt auf, wenn Wasserstoff-Atome zusammen bei etwa 10 Millionen Grad Celsius zu Helium slam. In der Theorie könnte die Produktion von Energie über atomic Fusion selbsterhaltend und nahezu unbegrenzt. Aber das Wichtigste zuerst, wir brauchen eine effiziente Möglichkeit, Wärme Materialien bis zu diesen verrückten heißen Temperaturen.

Die neue Methode – wenn tragfähige, niemand diesen Laser noch gebaut hat – würde Hitze Atome ca. 100 Mal schneller als Preise im Fusionsexperimente am Lawrence Livermore National Laboratory, beherbergt die meisten leistungsstarken Laser-System der Welt. Heute in Nature Communicationsveröffentlicht, die Entdeckung Laster-induzierte "elektrostatische Schockwellen" nutzt das, wenn gepaart mit dem richtigen Material können Ionen direkt erwärmen.

Wenn Sie einen Laser auf etwas warmlaufen glänzen, ist was du wirklich tust Energie für einige der Elektronen in das Material übertragen. Diese Elektronen gehen wiederum Energie auf die geladene Atome (Ionen genannt), aus denen sich der Großteil der Materie. Aber wenn wir Sie die Zwischenhändler schneiden und Ionen direkt erwärmen könnte, können wir möglicherweise die extremen Temperaturen für die Fusion benötigt sehr viel schneller zu erreichen.

Ein Nebeneffekt der Strahlen eines hochintensive Lasers in einem Material ist die Produktion von "elektrostatische Schockwellen." Für eine lange Zeit haben Physiker bewusst gewesen, dass diese Schockwellen Ionen zu beschleunigen, ohne immer jeden heißer verursachen. Verwenden erweiterte Supercomputer modellieren, das Team hinter der neuen Studie zeigt aber, dass es möglich sein sollte, eine Schockwelle zu generieren, die Ionen in einem festen Gitter direkt erwärmt.

Hierzu benötigen Sie ein dichtes Material, das verschiedene Arten von Ionen enthält, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Dadurch entsteht Reibung, wodurch wiederum die gesamte Vollmaterial zu sehr, sehr schnell erwärmen.

"Es ist ein völlig unerwartetes Ergebnis" Hauptautor der Studie Arthur Turrell in einer Erklärung sagte. "Eines der Probleme mit Fusionsforschung hat die Energie des Lasers an der richtigen Stelle zur richtigen Zeit erhalten. Diese Methode bringt Energie direkt in die Ionen."

Sicher, aber wird die neue Entdeckung tatsächlich dazu beitragen, die Entwicklung der Fusionsenergie? Seit Jahrzehnten hören wir über diese grenzenlose, nur-Over-the-Horizon Energiequelle, und es ist einfach ein wenig zynisch.

"If, und dies ist ein großer, wenn der Mechanismus kann auf feste Ziele angewendet werden, wie in trägen Fusionsexperimente beschäftigt, als sehr wichtig erweisen kann" University of Minnesota Physiker James Kakalios, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte Gizmodo.

Ich denke, das heißt, wir müssen abwarten und sehen. In der Zwischenzeit ist das Rennen auf, epischsten Laser der Welt zu bauen. Nur ein weiterer Tag in der Physik.

[Lesen Sie vollständige wissenschaftliche Paper Nature Communications h/t Imperial College London News]

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Bild oben: unsere strahlende Sonne über NASA/JPL-Caltech/GSFC/JAXA

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