Nová technika odkrýva tajomstvo plazmy

|

Vedci z Univerzity Britskej Kolumbie vyvinuli techniku, ktorá vedcov privádza o krok bližšie k odhaleniu tajomstiev najhojnejšie sa vyskytujúceho skupenstva hmoty vo vesmíre.

Plazma – ionizovaný plyn – sa môže bežne nachádzať napríklad vo fluorescenčných žiarivkách, už exotickejšie znie výskyt pri termonukleárnych explóziách. Vrchnou atmosférou Zeme je plazma, rovnako ako aj blesky a prakticky všetky hviezdy svietiace na nočnej oblohe.

Takmer sto rokov vytvárajú vedci zložité matematické teórie popisujúce stav plazmy, presný popis jej súčastí a dynamiky ich vzájomnej interakcie ostáva stále neznámy.

Bežne je plazma horúca zložitá a ťažko charakterizovateľná aj v reálnom svete aj v laboratóriu. Pred nejakým časom ale popredné laboratóriá začali skúmať formu plazmy, ktorá je tak jednoduchá, že by poznanie mohlo posunúť na ďalšiu úroveň. Tieto systémy, nazývané aj ultrastudené plazmy, začínajú s izolovanými atómami ochladenými na zlomok stupňa nad absolútnou nulou a vytvárajú oblaky iónov a elektrónov, ktoré sú takmer stabilné. Vedci tak môžu sledovať elementárne kroky, ku ktorým dochádza pri vzniku plazmy.

Vedcom z USA sa po prvý raz podarilo nájsť spôsob, akým takúto formu plazmy vytvoriť z molekúl. Pomocou ochladenia plynnej zložky nadzvukovým prúdom molekúl vytvoril tím Eda Granta plazmu z oxidu dusičnatého, ktorá mala teploty iónov a elektrónov porovnateľné s atómovou plazmou.

Tieto plazmy zotrvali v navodenom stave aj viac ako 30 sekúnd napriek tomu, že molekulárne ióny sa rýchlo oddeľujú a preskupujú sa s elektrónmi. „Je neuveriteľné, že naše plazmy vôbec chvíľu prežili,“ povedal Grant. „Myslíme sme si, že hustota vysoko nabitých častíc, ktoré sme vytvorili, interferuje s iónovo-elektrónovým preskupením.“

Ich technika nielen vytvára plazmu o tri rády hustejšiu než je tá, ktorú tvoria atómy, zdá sa tiež, že dosahuje vyššiu úroveň korelácie, faktora, ktorý znamená počiatok pohybu podobného kvapaline.

„Molekuly sú svätým grálom ultrastudených vied,“ povedal Grant. „Schopnosť prelomiť atómovú ´pascu´ je veľmi oslobodzujúca a mohla by viesť k úplne novej oblasti fyziky.“

Grant dodal, že ďalšie skúmanie ultrastudenej plazmy na úrovni molekúl by mohlo viesť k novým znalostiam o plynných planétach (v naše sústave sú to Jupiter, Saturn, Urán a Neptún), Bielych Trpaslíkoch, termojadrovej fúzii a röntgenových laseroch.

originál článku