Плазма со сверхбыстрым механизмом охлаждения

18.02.2021

Исследователи из Advanced Imaging of Matter совершили прорыв - создали совершенно новый тип плазмы, объединив самые современные технологии с использованием ультракоротких лазерных импульсов и ультрахолодных атомарных газов. Они сообщили о новом механизме электронного охлаждения в такой плазме

Материя существует в четырех состояниях - твердом, газовом, жидком и плазменном, причем плазма является наиболее распространенным состоянием в видимой Вселенной. Она состоит из свободных заряженных частиц, таких как ионы и электроны. Плазма может существовать в огромном диапазоне температур и плотностей: от ядра Солнца до молний или пламени. Задача понять динамику плазмы состоит в том, чтобы сначала определить универсальные механизмы, а затем сравнить их с контролируемым лабораторным экспериментом.

В Центре оптических квантовых технологий Гамбургского университета исследователи охлаждают и захватывают атомы лазерным светом. Они используют интенсивное световое поле ультракороткого лазерного импульса для разделения атомов на электроны и ионы в течение 200 фемтосекунд. Фемтосекунда - это одна миллионная одной миллиардной секунды. Из-за чрезвычайно низкой начальной температуры атомов ионы имеют температуру ниже 40 милликельвинов, что лишь чуть выше минимально возможной температуры во Вселенной -273°C. Напротив, электроны изначально очень горячие с температурой 4977°C, близкой к температурам на поверхности Солнца.

Горячие электроны, непосредственно создаваемые ультракоротким лазерным импульсом, начинают уходить и оставлять положительно заряженную область, которая захватывает часть электронов в ультрахолодной плазме. Такое состояние плазмы никогда раньше не наблюдалось. Исследователи пронаблюдали, что захваченные электроны в плазме охлаждаются в сверхбыстрых временных масштабах, и измерили конечную температуру. Кроме того, они заметили, что плазма стабильна в течение нескольких сотен наносекунд, что для таких систем очень много.

Такая ультрахолодная плазма служит эталоном для теоретических моделей и может пролить свет на экстремальные условия, присутствующие в термоядерном синтезе с инерционным удержанием или астрономических объектах, таких как белые карлики. Более того, получаемые ультрахолодные электроны сами по себе интересны как яркий источник для визуализации биологических образцов.

<< Назад: Яблоки способствуют росту новых нейронов 19.02.2021

>> Вперед: Электронная книга с цветным экраном PocketBook InkPad Color 18.02.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Женский мозг меняется каждый месяц 18.10.2016 Наш мозг постоянно меняется, подстраиваясь под разнообразные жизненные обстоятельства. Очевидно, не последнюю роль в таких изменениях играют гормоны: мозг связан с эндокринной системой обратной связью, так что гормоны влияют на работу нервной системы так же, как нервная система на них. Один из самых значительных гормональных процессов - это женский менструальный цикл. При менструальном цикле, среди прочего, меняется уровень эстрогена в крови, и, как показали исследования Юлии Захер (Julia Sacher) и ее коллег из Института сознания и мозга человека Общества Макса Планка, эстрогеновые колебания очевидным образом сказываются на мозге, или, по крайней мере, на некоторых его зонах. Эксперимент состоял в том, что тридцатидвухлетней женщине регулярно делали магнитно-резонансную томографию (МРТ) мозга, сопоставляя данные МРТ с уровнем эстрогена в крови. Повышенный уровень гормона совпадал с небольшим увеличением гиппокампа, причем увеличивалось количество как белого, так и серого вещества. Гиппокамп, как известно, служит в мозге одним из центров памяти, а также участвует в формировании эмоции. Влияют ли изменения в нем на психику, пока неясно, но, вероятно, сказываются. Во всяком случае, насчет самок мышей достоверно известно, что у них поведение меняется в соответствии с менструальным циклом, и их гиппокамп имеет к этому непосредственное отношение. У женщин тоже есть регулярно проявляющиеся перемены в настроении, которые в самом тяжелом варианте принимают вид так называемого предменструального дисфорического расстройства, характеризующегося повышенной раздражительностью, повышенной тревожностью, депрессивным состоянием и т. д. Если новые результаты подтвердятся на большем числе женщин, и если удастся четко сопоставить перемены в мозге с циклическими особенностями поведения, то можно будет подумать о создании каких-нибудь лекарств, которые позволяли бы как-то смягчать скачки настроения, возникающие в определенные дни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026