ალმასის დნობის კვლევამ შესაძლოა თერმობირთვული ენერგიის მიღება სამჯერ გაზარდოს

ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორიის მკვლევარებმა გადაჭრეს 20-წლიანი უთანხმოება იმის შესახებ, თუ როგორ იქცევა ალმასი ექსტრემალური წნევის ქვეშ. კვლევის შედეგებმა შესაძლოა სამჯერ გაზარდოს ენერგიის მიღება თერმობირთვულ ექსპერიმენტებში და შეცვალოს ყინულის გიგანტი პლანეტების წიაღის მოდელები.

ოცწლიანი ხარვეზის აღმოფხვრა

კვლევა, რომელიც ხუთშაბათს გამოქვეყნდა Nature Physics-ში, აღწერს, თუ როგორ დნება ალმასი ერთი ტერაპასკალი წნევის ქვეშ, რაც დაახლოებით სამჯერ აღემატება დედამიწის ბირთვში არსებულ პირობებს. როჩესტერის უნივერსიტეტის Omega Laser Facility-ში ლაზერული დარტყმითი კომპრესიის გამოყენებით, გუნდმა ალმასის პატარა ნიმუშები მზის ზედაპირზე უფრო მაღალ ტემპერატურამდე შეკუმშა, ამავდროულად გაზომა ატომური სტრუქტურა, ტემპერატურა, სიმკვრივე და ოპტიკური არეკვლა.phys+1

"ჩვენ შევძელით ალმასის პატარა ნიმუშების აღება და მათი შეკუმშვა მზის ზედაპირზე უფრო ცხელ ტემპერატურამდე და ნეპტუნისა და ურანის ცენტრებზე უფრო მაღალ წნევამდე, თანაც გავზომეთ ატომური სტრუქტურა, ტემპერატურა, სიმკვრივე და ოპტიკური არეკვლა," – განაცხადა LLNL-ის მეცნიერმა მარიუს მილომ, კვლევის წამყვანმა ავტორმა.phys

ექსპერიმენტებმა ალმასის დნობის ტემპერატურის ახალი გაზომვა მოგვცა, დაახლოებით 7 300 კელვინი, რაც თითქმის სრულყოფილად ემთხვევა კვანტურ მექანიკაზე დაფუძნებულ სიმულაციებს. ამან აღმოფხვრა დაახლოებით 20%-იანი ხარვეზი დაკვირვებულ და ნავარაუდევ დნობის ტემპერატურებს შორის. ნაშრომმა ასევე აჩვენა, რომ ალმასი ერთი დარტყმის ქვეშ ინარჩუნებს კრისტალურ სტრუქტურას დნობამდე, შუალედური ფაზების გარეშე, რაც ეწინააღმდეგება Sandia National Laboratories-ის Z მანქანის ექსპერიმენტების ადრინდელ შედეგებს.nature+2

გავლენა თერმობირთვულ ენერგიაზე

აღმოჩენებს პირდაპირი შედეგები აქვს ინერციული შეკავების თერმობირთვულ სინთეზზე LLNL-ის National Ignition Facility-ში, სადაც მძლავრი ლაზერები ალმასის კაფსულებს შიგნით უბიძგებენ თერმობირთვული საწვავის შესაკუმშად. ალმასის ერთგვაროვან სითხედ გადაქცევა საწყისი დარტყმის დროს გადამწყვეტია იმპლოზიის ხარვეზების მინიმიზაციისთვის.phys

"ჩვენი მუშაობა მიუთითებს, რომ ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ოდნავ უფრო ნელი საწყისი დარტყმები და მაინც მივაღწიოთ ალმასის სრულ დნობას ჩვენს NIF იმპლოზიებში," – თქვა მილომ. "ეს საინტერესოა, რადგან ასეთი უფრო ნელი დარტყმა თერმობირთვულ საწვავს უფრო კომპრესიულს გახდის. ეს თავის მხრივ ზრდის მაქსიმალურ ენერგიას, რომლის მიღებაც შეგვიძლია იმავე ლაზერული ენერგიით."phys

პროგნოზები ვარაუდობენ, რომ ამ უფრო ნელმა დარტყმებმა შესაძლოა სამჯერ გაზარდოს ენერგიის მიღება, თუ სხვა დეგრადაციის მექანიზმების კონტროლი შესაძლებელი იქნება.llnl+1

ალმასის წვიმა ყინულის გიგანტებზე

შედეგები ასევე აძლევს პლანეტოლოგებს ახალ მონაცემებს ნეპტუნისა და ურანის წიაღის მოდელირებისთვის, სადაც, როგორც ვარაუდობენ, ნახშირბადი კრისტალიზდება და ცვივა როგორც "ალმასის წვიმა". ვინაიდან ექსპერიმენტები იკვლევდა ყინულის გიგანტების შიგნით არსებულ წნევაზე მაღალ წნევას, დნობის მონაცემები უზრუნველყოფს უფრო მყარ საფუძველს პლანეტების ფორმირებისა და ევოლუციის მოდელებისთვის. გუნდი გეგმავს შემდგომ ექსპერიმენტებს NIF-ში, რათა შეისწავლოს ალმასის ქცევა უფრო ექსტრემალურ პირობებში, ვიდრე აქამდე მიღწეული იყო.newswise+1