نگه داشتن یک پلاسمای سرد

محققان نشان داده اند که یک پلاسمای خنثی فوق سرد می تواند به صورت مغناطیسی محدود شود و راه را برای آزمایش هایی که مشابه های اخترفیزیکی گرم آن را شبیه سازی می کنند هموار کند.

پلاسمای خنثی فوق سرد (UCNP) یک بستر قابل کنترل برای مطالعه پدیده هایی که در پسر عموهای گرمشان دیده نمی شود ، ارائه می دهد. اما کمبود بار کلی الکتریکی آنها باعث محدود شدن و دستکاری پلاسمای خنثی می شود. اکنون ، گرانت گورمن از دانشگاه رایس ، تگزاس و همکارانش با استفاده از میدان های مغناطیسی یک UCNP را به دام انداختند. تکنیک آنها می تواند آزمایش هایی را انجام دهد که باد خورشیدی یا جنبه های ستاره کوتوله سفید را شبیه سازی می کنند.

فیزیکدانان معمولاً پلاسما را در حالت یونیزه با استفاده از درجه حرارت بالا حفظ می کنند و پلاسمائی را به دست می آورند که برهمکنش های حرارتی سریع گام بر دینامیک آنها حاکم است. اما این حالت همچنین می تواند در گازهای نزدیک به صفر مطلق تولید شود و پلاسما تولید کند که در آن یون های مثبت به کندی حرکت می کنند و همبستگی های الکترونی نقش مهمی دارند. پلاسمای اخترفیزیکی خاصی نیز در این رژیم اتصال قوی قرار دارند و باعث می شود UCNP ها به یک سیستم مدل مهم تبدیل شوند.

محققان با خنک کردن گاز اتمهای استرانسیم تا 3 میلی لیتر و سپس سلب الکترون از هر اتم با استفاده از یک نبض نور ، یک UCNP ایجاد کردند. این فرآیند انرژی بسیار کمی را به الکترون ها و یون ها منتقل می کند ، و پلاسما را فوق سرد نگه می دارد و آن را نسبت به نیروهای مغناطیسی نسبتاً ضعیف حساس می کند. تیم با استفاده از یک میدان مغناطیسی غیر یکنواخت چنین نیروهایی را اعمال کرد.

بعد از ایجاد در مرکز میدان ، جایی که قدرت میدان خالص صفر بود ، پلاسما به سرعت گسترش یافت. وقتی پلاسما به منطقه میدان قوی تری منتقل شد ، گسترش آن کند شد. گورمن و همکارانش فرار نهایی پلاسما از دام را مشاهده نکردند ، اما آنها موفق شدند حداقل برای نیم میلی ثانیه آن را مهار کنند. در صورت عدم وجود محدودیت مغناطیسی ، چنین پلاسما در چند ده میکرو ثانیه از بین می رود. در کارهای آینده ، محققان قصد دارند میدان های مغناطیسی را با لیزر ترکیب کنند و حتی تله های مقاوم و همه کاره ای ایجاد کنند.

–سوفیا چن

سوفیا چن نویسنده علوم آزاد مستقر در کلمبوس ، اوهایو است.