Американские физики из Рочестерского и Калифорнийского университетов открыли новый класс плазменных колебаний — возвратно-поступательные волнообразные движения электронов и ионов. Эти знания позволят повысить производительность компактных ускорителей частиц и термоядерных реакторов. Исследование опубликовано в научном журнале Physical Review Letters (PRL).
Плазма или ионизированный газ — четвертое агрегатное состояние материи. Оно остается наиболее распространенной и наблюдаемой формой материи в нашей Вселенной. На Земле создание горячей смеси свободно движущихся электронов и ионов, составляющих плазму, часто требует экстремальных давлений и/или температур.
Одним из свойств, характеризующих плазму, остается ее способность поддерживать коллективное движение, при котором электроны и ионы колеблются в унисон. Эти вибрации подобны ритмичному танцу. Точно так же, как танцоры реагируют на движения друг друга, заряженные частицы в плазме взаимодействуют и вибрируют вместе, создавая скоординированное движение.
Команда определила теоретическую основу плазменных колебаний, согласно которой вибрации не зависят от температуры и других характеристик вещества.
В рамках теоретической основы амплитуда колебаний может двигаться быстрее скорости света в вакууме или полностью останавливаться, в то время как сама плазма движется в совершенно другом направлении.
По словам ученых, в практическом смысле управление колебаниями плазмы может упростить работу термоядерных реакторов, сделав вещество температурой в миллионы градусов Цельсия более стабильным.
Свежие комментарии