Fyzici vystřelili 60 laserových paprsků, aby stvořili umělou hvězdu

aktualizováno 
Pomocí zařízení, které připomíná zbraně ze sci-fi filmů o hvězdných válkách, dokázali vědci z americké University of Rochester vytvořit extrémní stavy plazmatické hmoty, na jaké nenarazíte nikde na Zemi.

Vědci z laboratoře Omega potřebovali k vytvoření plazmatu 60 laserových paprsků. | foto: www.rochester.edu

Experimentátoři při pokusu použili 60 vysoce výkonných laserů, které soustředili na malinkatou kapsli.

Mimozemské vlastnosti

Tlak plazmatu se pohyboval okolo 100 miliard atmosfér, teplota dosahovala 100 milionů stupňů a hustota byla 20krát větší než hustota zlata.

Tím se jim podařilo vytvořit plazma o rekordních hodnotách hustoty energie. Takové podmínky panují pouze uvnitř hvězd nebo v nitru obřích planet, jako jsou Saturn či Jupiter.

Plazma a jaderná fúze

Řízená "umělá hvězda" by se někdy v budoucnu mohla podle experimentátorů stát takřka nevyčerpatelným zdrojem čisté, ekologicky nezávadné energie. Mnoho fyziků po celém světě je přesvědčeno, že nejvhodnější cesta k ní vede právě přes lasery poháněnou jadernou fúzi. Mezi ně patří i vědci z laboratoře Omega Laser Facility z University of Rochester, kde byl experiment uskutečněn.

Ke studiu jaderných reakcí se obvykle používají urychlovače, jenže výzkumníci z Omega Laser Facility záměrně zvolili jiný přístup, jak jít na věc. A sice studiem velmi horkého a hustého plazmatu. Plazma je de facto ionizovaný plyn, jakási polévka složená z kladných iontů a elektronů, které vznikly po vyražení elektronů z obalů jejich atomů.

Jde o vůbec nejrozšířenější formu hmoty ve vesmíru: 99 procent toho, co ve vesmíru vidíme, je ve skutečnosti tvořeno plazmatem. Plazma je přítomno ve hvězdách, mlhovinách či hvězdném větru, blescích, elektrických obloucích i v zářivkách. Často se o něm rovněž hovoří jako o čtvrtém skupenství hmoty, vedle pevných látek, kapalin a plynů.

Vědci z laboratoře Omega potřebovali k vytvoření plazmatu 60 laserových paprsků. Všechny současně namířili na povrch maličké skleněné kapsle o průměru 1 milimetr, jež byla naplněna směsí těžkých izotopů vodíku: deuteriem a tritiem. Soustředěným působením laserů došlo k prudkému stlačení hmoty uvnitř kapsle a k následnému vzniku vysokoteplotního plazmatu: směsice vodíkových jader a elektronů.

Atomový biliár

Extrémní teploty a tlaky, které uvnitř kapsle vznikly, způsobily, že se malá část jader deuteria a tritia fúzně spojila. Celý proces měl za následek uvolnění vysokorychlostních neutronů. Některé z nich se pohybovaly až šestinou rychlosti světla.

Neutrony odnášely energii zhruba 14 milionů elektronvoltů. Jen pro srovnání: při obyčejných chemických reakcích, jako je spalování uhlí nebo dřeva, vzniká energie řádově v jednotkách elektronvoltů.

Část neutronů narážela do okolních jader deuteria a tritia a opět se od nich odrážela jako kulečníkové koule. Kolize vědcům umožnily přesně změřit energii přenesenou mezi neutrony a ionty a posléze i stanovit tzv. účinný průřez (pravděpodobnost) rozptylu neutronů, jehož měření na částicových urychlovačích představuje značný problém. Tak získali jasnou představu o průběhu celé fúzní reakce.

Experimentátoři jsou přesvědčeni, že svým pokusem ukázali alternativní směr, jakým by se v budoucnu mohl ubírat výzkum jaderné fúze. "Je to poprvé, kdy byl k pokroku na poli jaderné fyziky použit vysokovýkonný laser," tvrdí David Meyerhofer, který vedl průběh celého experimentu.

Zdroj: www.rochester.edu, cs.wikipedia.org

Autor:

Nejčtenější

První mezihvězdné těleso může být sluneční plachetnicí

Rekonstrukce možné podoby planetky 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) na základě údajů...

První objekt od jiné hvězdy zachycený pozemskými teleskopy by podle naměřených parametrů mohl být sluneční plachetnicí,...

Oumuamua může být mimozemskou časovou schránkou, řekl expert v Rozstřelu

Astronom Petr Scheirich v diskusním pořadu Rozstřel.

„Můj názor je, že jde o těleso přírodního původu, ale přál bych si, aby tomu tak nebylo,“ řekl v Rozstřelu o prvním...

Samopal vz. 58, který není samopalem, má vyšší kadenci než kalašnikov

Československý samopal vz. 58 V - verze pro výsadkáře se sklopnou opěrkou.

V Československu vzniklo několik typů palných pěchotních zbraní, které se mohly směle rovnat se zahraniční konkurencí....

Okřídlení géniové. Vrány si při pokusu zvládly vyrobit složené nástroje

Vrány se ukazují jako stále chytřejší a chytřejší.

Nový experiment naznačuje, že bychom měli přehodnotit rčení chytrý jako liška na chytrý jako vrána. Skupina...

Nové implantáty dovedou zlepšit paměť, ale nesmí se k nim dostat hacker

DBS

Elektronické implantáty by mohly podle neurovědců již v příštím desetiletí pomáhat vylepšovat paměť, zejména pacientům...

Další z rubriky

Nejdelší obratlovec všech dob se srazil. Nahradit jej musel menší

Gigantická kostra titanosaurního sauropoda druhu Argentinosaurus huinculensis v...

Doposud nejdelší obratlovec, který kdy na zemi podle našich poznatků žil, musel být přeřazen do jiné čeledi. Tím se...

Před 40 lety odstartoval Magion. My si na něj nedávno sáhli

Před čtyřiceti lety letěla do kosmu první československá družice Magion 1

V úterý 24. října 1978 odstartovala do kosmického prostoru první československá družice, 15 kilogramů vážící Magion....

Změna času v březnu je chyba, řekla bioložka Helena Illnerová v Rozstřelu

Fyzioložka a biochemička Helena Illnerová v diskusním pořadu iDNES.cz Rozstřel

Změna času byla nastavena na špatné měsíce, a tak by její zrušení nebylo na škodu, řekla v Rozstřelu bioložka Helena...

Jak měřit teplotu? Jednodušší už to být ani nemůže
Jak měřit teplotu? Jednodušší už to být ani nemůže

Doba, kdy v žádné domácí lékárničce nechyběl klasický rtuťový teploměr, už je dávno pryč. Nahradila ho celá řada inovativních nástupců, které se liší způsobem i přesností měření, ale také cenou. Žádná domácnost, především pak s malými dětmi, by bez teploměru zůstat neměla.

Najdete na iDNES.cz