Monako Vakfı Çevre Fotoğraf Ödülü’nden 2025 Prens Albert II’den çarpıcı kazanan görüntüler
ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen yeni bir çalışma, ilk kez ısının yüksek enerjili bir plazma durumundaki malzemeler arasında nasıl hareket ettiğini-ya da daha doğrusu-gösteriyor. Çalışmanın, lazerler kullanarak Dünya'da füzyon ateşlemesini güvenilir bir şekilde elde etmeyi amaçlayan atalet hapsi füzyon deneylerinin daha iyi anlaşılmasını sağlaması bekleniyor. Sıcak plazma ve bir malzemenin yüzeyi arasında ısı aktığı, yarı iletken aşındırma ve hipersonik hızlarda uçan araçlar da dahil olmak üzere diğer teknolojilerde de önemlidir.
Yüksek enerjili yoğunluklu plazmalar sadece aşırı basınçlarda ve sıcaklıklarda üretilir. Çalışma, daha az aşırı koşullarda ısı transferini engellediği bilinen bir fenomen olan arayüzey termal direncinin, yoğun, süper sıcak bir plazma durumunda farklı malzemeler arasındaki ısı akışını da önlediğini göstermektedir. Araştırma şurada yayınlandı Doğa İletişimi ve Nevada Üniversitesi, Reno ve eski doktora öğrencisi Cameron Allen'da fizikçi Thomas White tarafından yönetildi. White, bir NSF fakültesi erken kariyer geliştirme hibesinin alıcısıdır.
NSF plazma fizik programı program direktörü Jeremiah Williams, "Enerjinin bir sınırda nasıl aktığını anlamak temel bir sorudur ve bu çalışma bize bunun yıldızların ve gezegensel çekirdeklerin içinde bulduğu olağanüstü enerji yoğun ortamlarda nasıl gerçekleştiğine dair yeni bilgiler sunuyor" diyor.
Beyaz ve Allen'ın deneyi, ısının metal ve plastik arasında aşırı sıcaklıklara ve basınçlara nasıl hareket ettiğine odaklandı. Bunu yapmak için, bakır folyoları ısıtmak ve plastik bir kaplamanın yanındaki metal bir tungsten telini eşit olarak ısıtan X-ışınlarını yaymak için New York'taki Rochester Üniversitesi'nde yüksek güçlü omega-60 lazeri kullandılar. Deneylerinde, tungsten teli yaklaşık 180.000 derece Fahrenheit'e ısıtıldı, plastik kaplaması ise "sadece" 20.000 derece Fahrenheit'te nispeten serin kaldı. Araştırmacılar, aşamalı olarak gecikmeli zamanlamaya sahip bir dizi lazer çekimi kullanarak, ısının tungsten ve plastik arasında hareket edip etmediğini görebildiler.
White, "Verilere baktığımızda tamamen şok olduk çünkü ısı bu malzemeler arasında akmıyordu." Dedi. Diyerek şöyle devam etti: "Malzemeler arasındaki arayüze takılıyordu ve nedenini çözmek için uzun zaman geçirdik."
Bunun nedeni arayüzey termal dirençti. Daha sıcak malzemedeki elektronlar, termal enerji taşıyan malzemeler arasındaki arayüze gelir, ancak daha sonra dağın ve daha sıcak malzemeye geri döner, beyaz açıklar.
Williams, "Yüksek enerjili lazer laboratuvarları, bu aşırı ortamların kesin bir şekilde anlaşılması için önemli bir araç sağlar - ve bunun tıbbi teşhislerden ulusal güvenlik uygulamalarına kadar çok çeşitli önemli teknolojiler için etkileri vardır."