Raziskovalci, ki naredijo najhladnejše plazme v vesolju, so le našli način, kako jih narediti še hladnejše - tako, da jih razstrelijo z laserji.
Znanstveniki so plazmo ohladili na približno 50 tisočakov stopinje nad absolutno ničlo, približno 50-krat hladnejšo kot v globokem vesolju.
Ta hladna plazma bi lahko razkrila, kako se podobne plazme obnašajo v središčih belih pritlikavih zvezd in globoko v jedru plinskih planetov, kot je naš kozmični sosed Jupiter, so poročali raziskovalci v novi raziskavi.
Plazma je vrsta plina, vendar je dovolj drugačna, da jo lahko prepoznamo kot eno od štirih osnovnih snovi (poleg plina, tekočine in trdne snovi). V plazmi je bilo ločeno veliko elektronov od njihovih atomov, kar ustvarja stanje, ko prosti elektroni zadržujejo okoli ionov ali atome, ki imajo pozitiven ali negativni naboj.
Temperature v naravni plazmi so običajno zelo visoke; na primer, plazma na sončni površini sedi pri 10.800 stopinj Fahrenheita (6.000 stopinj Celzija). S hlajenjem plazme lahko znanstveniki naredijo podrobnejša opažanja, da bi lažje razumeli njegovo obnašanje v ekstremnih pogojih, kot so tista, ki gredo v sosednje plinske organe.
Bodite bolj hladni
Zakaj torej uporabljati laserje za pomoč pri izločanju plazme?
"Lasersko hlajenje izkorišča dejstvo, da ima svetloba zagon," je za Live Science povedal vodja študije študije Thomas Killian, profesor fizike in astronomije na univerzi Rice v Teksasu. "Če imam ion v plazmi in imam laserski žarek, ki razsipa svetlobo iz tega iona, vsakič, ko ion razprši foton, dobi potiskanje v smeri laserskega žarka," je dejal Killian.
To pomeni, da če laserski žarek nasprotuje ionskemu naravnemu gibanju, vsakič, ko ion razprši svetlobo, izgubi določen zagon, kar ga upočasni.
"To je kot hoja navkreber ali v melasi," je dejal.
Killian in njegovi sodelavci so za svoje poskuse izdelali majhne količine nevtralne plazme - plazme z razmeroma enakim številom pozitivnih in negativnih nabojev - uparjali kovino stroncija in nato ionizirali oblak. Plazma je razpadla v manj kot 100 milijonih sekund, kar znanstvenikom ni pustilo veliko časa, da se ohladijo, preden je izginilo. Da bi lasersko hlajenje delovalo, so morali predhladiti plazmo in jo še bolj upočasnili. Na koncu je bila plazma, ki je nastala, približno štirikrat hladnejša od tiste, ki je bila ustvarjena doslej, poročajo avtorji študije.
Killian je dejal, da so sestavljali koščke, potrebne za ustvarjanje visoko ohlajene plazme, približno 20 let, čeprav so sami poskusi trajali manj kot del sekunde - in bilo je na tisoče in tisoče poskusov.
"Ko ustvarimo plazmo, živi le nekaj sto mikrosekund. Vsak" naredi plazmo, jo lasersko ohladi, poglej in poglej, kaj se je zgodilo "je manj kot milisekunda," je dejal. "Potrebni so dnevi in dnevi, da dejansko zberemo dovolj podatkov, da lahko rečemo:" Ah, tako se obnaša plazma. "
Gredo hladneje
Ugotovitve študije postavljajo veliko vprašanj o tem, kako lahko ultrahladna plazma vpliva na energijo in snov; iskanje odgovorov bi lahko pomagalo ustvariti natančnejše modele belih pritlikavih zvezd in plinovskih velikanskih planetov, ki imajo plazmo globoko v notranjosti, ki se obnaša podobno kot plazma, ohlajena v laboratoriju.
"Potrebujemo boljše modele teh sistemov, da bomo lahko razumeli oblikovanje planetov," je dejal Killian. "To je prvič, da smo izvedli namizni eksperiment, v katerem lahko dejansko izmerimo stvari, ki jih lahko vključimo v te modele."
Ustvarjanje plazme, ki je celo hladnejša, je morda tudi na dosegu roke, kar bi lahko še bolj spremenilo razumevanje znanstvenikov, kako se obnaša ta skrivnostna oblika snovi, je Killian povedal Live Science.
"Če ga lahko ohladimo še na enak obseg, se lahko približamo napovedim, kje lahko plazma dejansko postane trdna - vendar bizarna trdna snov 10-krat manj gosta od katere koli trdne snovi, ki so jo ljudje kdajkoli naredili," je dejal Killian.
"To bi bilo zelo, zelo razburljivo," je dodal.
Ugotovitve so bile objavljene na spletu v četrtek (3. januarja) v reviji Science.
Opomba urednika: Ta zgodba je bila posodobljena, da bi popravila sončno temperaturo s 3,5 milijona stopinj Fahrenheita (2 milijona stopinj Celzija), kar predstavlja vročo notranjost zvezde.
Izvirni članek o Živa znanost.
