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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Промышленные датчики CMOS от Canon с функцией глобального затвора 03.10.2018 Автоматизация, роботизация и платформы с элементами искусственного интеллекта требуют новых решений для машинного зрения. В частности, датчики изображения должны поддерживать функцию глобального затвора, чтобы избежать искажений при захвате быстро движущихся объектов. Функция глобального затвора перестает быть роскошью и становится насущной необходимостью. Японская компания Canon сообщила, что с первого октября начнутся поставки двух модификаций 5-мегапиксельных датчиков CMOS с поддержкой глобального затвора. Датчики 3U5MGXSMAA - это решения с монохромными фильтрами, а датчики - 3U5MGXSCAA поддерживают захват изображений в цвете (RGB). Размеры пикселя в каждом случае одинаковые и составляют 3,4 мкм по горизонтали и вертикали. Эффективное разрешение датчиков равно 2562 х 2056 пикселей. Скорость съемки в полнокадровом режиме достигает 120 кадров в секунду. Датчик может быть разбит на 8 секторов съемки, что позволяет увеличить частоту кадров для отдельной зоны. В компании Canon уверены, что новые датчики с функцией глобального затвора найдут применение на конвейерах с автоматическим анализом качества продукции. Датчики, кстати, могут по внешней команде менять ориентацию съемки не меняя положения в пространстве. Другим применением новых датчиков может стать вооружение дронов более совершенными камерами. Несмотря на функцию глобального затвора и высокую кадровую частоту, потребление датчиков остается на низком уровне, и они не требуют дополнительных решений для охлаждения. Иными словами, питание от батарей не станет препятствием для установки на дроны камер с новыми датчиками Canon.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026