نخستین مطالعه کنترل‌شده ماده بی‌نهایت متراکم و داغ پلاسما، مدل پنجاه ساله فیزیک را واژگون کرد.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این مدل جهت توضیح چگونگی تاثیر یون‌ها بر رفتار یکدیگر در پلاسمای داغ به کار می‌رفت.
مطالعه جدید نشان‌دهنده توانایی‌های منحصربه فرد لیزر پرتو ایکس «منبع نور منسجم لیناک» (LCLS) در «لابراتوار ملی شتاب‌دهنده SLAC» است.
در حالی که محققان پیشتر پلاسماهای بی‌نهایت متراکم و داغ تولید کرده‌اند، LCLS برای نخستین بار به آن‌ها امکان اندازه‌گیری خواص دقیق این حالت‌ها و آزمایش گروه بنیادین فیزیک پلاسما را می‌دهد. این اندازه‌گیری‌ها مدل معمول را که دانشمندان بیش از یک قرن برای درک شرایط درونی پلاسما به کار می‌بردند، زیر سوال می‌برد.
گاهی اوقات از پلاسما به عنوان چهارمین حالت ماده به همراه جامد، مایع و گاز نام می‌برند. این حالت صدها برابر داغ‌تر از خورشید (3.6 میلیون درجه فارنهایت) است.
تیم تحقیقاتی دانشگاه آکسفورد با مطالعه آلومینیوم فوق نازک با پرتوهای ایکس در LCL نتایج اولیه خود را در ماه ژانویه گزارش کرده بود.
در مطالعه دوم که بر اساس تحلیل جدید داده‌های همان آزمایش صورت گرفت، آن‌ها این پرسش را که چگونه اتم‌ها در چنین پلاسمای داغ و متراکمی تحت تاثیر محیط‌شان قرار می‌گیرند، بررسی کردند.
در این بررسی محققان توانستند میزان انرژی لازم برای ضربه زدن به الکترون‌ها از اتم‌های فوق باردار شده در یک پلاسمای داغ را مشخص کنند.
تحلیل نوین دیدگاه‌‌های جدیدی در خصوص انواع پلاسمایی که دانشمندان در رویکردهای آزمایشگاهی برای همجوشی، فرایند نیرودهی به ستارگان و آزادسازی مقادیر عظیم انرژی لازم دارند را ارائه داد.
این تحقیق همچنین می‌تواند به مدلبندی پیشرفته‌ای برای جنبه‌های خاص همجوشی بیانجامد زیرا اطلاعات دقیقی را در ارتباط با فرایندی که در آن اتم‌های تجمع‌یافته شروع به از دست دادن خودمختاری‌شان حین همپوشانی مدارهای الکترون‌های مرتبط با آن‌ها می‌کنند، ارائه می‌دهد.
دانشمندان از الگوریتم‌های پیچیده استفاده می‌کنند که شامل میلیون‌ها خط کد برای شبیه‌سازی رفتار ماده فوق داغ شده و ساخت مدل‌های بهتر از چگونگی عملکرد همجوشی است.
به گفته سیروکاستا رهبر این مطالعه، حتی کدهای رایانه‌یی پیشرفته مورد استفاده در شبیه‌سازی پلاسمای داغ اغلب از یک مدل قدیمی سال متعلق به 1966 برای شبیه‌سازی اثرات محیط پلاسمایی استفاده می‌کنند.
مطالعه جدید نشان داد که این مدل برای این بررسی این داده مناسب نیست و مدل ارائه شده در سال 1963 کارآمدتر است.
به ادعای سیروکاستا، مدل 1963 می‌تواند به آسانی برای ارتقا شبیه‌سازی‌های موجود در طیف وسیعی از حوزه‌ها اعمال شود.
با این حال این دانشمند معتقد است که آزمایشات و پالایش‌های زیادی برای رفع ابهامات موجود لازم‌اند.
نتایج حاصل می‌توانند در گستره وسیعی از رشته‌ها از تحقیقات با هدف استفاده از همجوشی هسته‌یی به عنوان منبع انرژی تا درک فعالیت‌های درونی ستارگان به کار روند.
جزئیات این موفقیت علمی در مجله Physical Review Letters انتشار یافت.
ایسنا
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، این مدل جهت توضیح چگونگی تاثیر یون‌ها بر رفتار یکدیگر در پلاسمای داغ به کار می‌رفت.
مطالعه جدید نشان‌دهنده توانایی‌های منحصربه فرد لیزر پرتو ایکس «منبع نور منسجم لیناک» (LCLS) در «لابراتوار ملی شتاب‌دهنده SLAC» است.
در حالی که محققان پیشتر پلاسماهای بی‌نهایت متراکم و داغ تولید کرده‌اند، LCLS برای نخستین بار به آن‌ها امکان اندازه‌گیری خواص دقیق این حالت‌ها و آزمایش گروه بنیادین فیزیک پلاسما را می‌دهد. این اندازه‌گیری‌ها مدل معمول را که دانشمندان بیش از یک قرن برای درک شرایط درونی پلاسما به کار می‌بردند، زیر سوال می‌برد.
گاهی اوقات از پلاسما به عنوان چهارمین حالت ماده به همراه جامد، مایع و گاز نام می‌برند. این حالت صدها برابر داغ‌تر از خورشید (3.6 میلیون درجه فارنهایت) است.
تیم تحقیقاتی دانشگاه آکسفورد با مطالعه آلومینیوم فوق نازک با پرتوهای ایکس در LCL نتایج اولیه خود را در ماه ژانویه گزارش کرده بود.
در مطالعه دوم که بر اساس تحلیل جدید داده‌های همان آزمایش صورت گرفت، آن‌ها این پرسش را که چگونه اتم‌ها در چنین پلاسمای داغ و متراکمی تحت تاثیر محیط‌شان قرار می‌گیرند، بررسی کردند.
در این بررسی محققان توانستند میزان انرژی لازم برای ضربه زدن به الکترون‌ها از اتم‌های فوق باردار شده در یک پلاسمای داغ را مشخص کنند.
تحلیل نوین دیدگاه‌‌های جدیدی در خصوص انواع پلاسمایی که دانشمندان در رویکردهای آزمایشگاهی برای همجوشی، فرایند نیرودهی به ستارگان و آزادسازی مقادیر عظیم انرژی لازم دارند را ارائه داد.
این تحقیق همچنین می‌تواند به مدلبندی پیشرفته‌ای برای جنبه‌های خاص همجوشی بیانجامد زیرا اطلاعات دقیقی را در ارتباط با فرایندی که در آن اتم‌های تجمع‌یافته شروع به از دست دادن خودمختاری‌شان حین همپوشانی مدارهای الکترون‌های مرتبط با آن‌ها می‌کنند، ارائه می‌دهد.
دانشمندان از الگوریتم‌های پیچیده استفاده می‌کنند که شامل میلیون‌ها خط کد برای شبیه‌سازی رفتار ماده فوق داغ شده و ساخت مدل‌های بهتر از چگونگی عملکرد همجوشی است.
به گفته سیروکاستا رهبر این مطالعه، حتی کدهای رایانه‌یی پیشرفته مورد استفاده در شبیه‌سازی پلاسمای داغ اغلب از یک مدل قدیمی سال متعلق به 1966 برای شبیه‌سازی اثرات محیط پلاسمایی استفاده می‌کنند.
مطالعه جدید نشان داد که این مدل برای این بررسی این داده مناسب نیست و مدل ارائه شده در سال 1963 کارآمدتر است.
به ادعای سیروکاستا، مدل 1963 می‌تواند به آسانی برای ارتقا شبیه‌سازی‌های موجود در طیف وسیعی از حوزه‌ها اعمال شود.
با این حال این دانشمند معتقد است که آزمایشات و پالایش‌های زیادی برای رفع ابهامات موجود لازم‌اند.
نتایج حاصل می‌توانند در گستره وسیعی از رشته‌ها از تحقیقات با هدف استفاده از همجوشی هسته‌یی به عنوان منبع انرژی تا درک فعالیت‌های درونی ستارگان به کار روند.
جزئیات این موفقیت علمی در مجله Physical Review Letters انتشار یافت.
ایسنا