Teknik x-ray ultrashort akan menyelidiki kondisi yang ditemukan di jantung planet – Sains Terkini


Menggabungkan laser yang kuat dan sinar-x cerah, peneliti Imperial dan STFC telah menunjukkan teknik yang akan memungkinkan eksperimen ekstrim baru.

Teknik baru ini akan dapat menggunakan satu x-ray flash untuk menangkap informasi tentang materi yang sangat padat dan panas, seperti dapat ditemukan di dalam planet gas raksasa atau di kerak bintang mati.

Kondisi yang sama juga ditemukan dalam percobaan fusi, yang mencoba menciptakan sumber energi baru yang meniru Matahari.


Tekniknya, dilaporkan minggu ini di Surat Tinjauan Fisik, dikembangkan oleh tim yang dipimpin oleh para ilmuwan Imperial College London yang bekerja dengan rekan-rekan termasuk yang ada di Fasilitas Laser Pusat Inggris di Laboratorium Fasilitas Sains dan Teknologi (STFC) Laboratorium Rutherford Appleton, dan didanai oleh Dewan Penelitian Eropa.

Para peneliti ingin meningkatkan cara untuk mempelajari 'materi padat hangat' – materi yang memiliki kepadatan yang sama dengan padatan, tetapi dipanaskan hingga 10.000? C. Para peneliti dapat membuat materi padat hangat di laboratorium, menciptakan kembali kondisi di hati planet-planet atau penting untuk kekuatan fusi, tetapi sulit untuk dipelajari.

Tim menggunakan Laser Gemini, yang memiliki dua sinar – satu yang dapat menciptakan kondisi untuk materi padat hangat, dan satu yang dapat membuat ultrashort dan sinar-x cerah untuk menyelidiki kondisi di dalam materi padat hangat.

Upaya sebelumnya dengan menggunakan laser yang lebih rendah membutuhkan 50-100 x-ray flash untuk mendapatkan informasi yang sama yang dapat diperoleh teknik baru hanya dalam satu flash. Kilatan hanya berlangsung selama femtosekon (seperempat miliar detik), yang berarti teknik baru ini dapat mengungkapkan apa yang terjadi dalam materi padat hangat dalam rentang waktu yang sangat singkat.

Penulis pertama Dr Brendan Kettle, dari Departemen Fisika di Imperial, mengatakan: "Kita sekarang akan dapat menyelidiki materi padat hangat dengan lebih efisien dan dalam resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang dapat mempercepat penemuan dalam eksperimen fusi dan astrofisika, seperti struktur internal dan evolusi planet termasuk Bumi itu sendiri. "

Teknik ini juga dapat digunakan untuk menyelidiki kondisi yang berubah dengan cepat di dalam baterai dan perangkat penyimpanan memori jenis baru.


Dalam studi baru, tim menggunakan teknik mereka untuk memeriksa sampel titanium yang dipanaskan, berhasil menunjukkan bahwa itu bisa mengukur distribusi elektron dan ion.

Peneliti utama Dr Stuart Mangles, dari Departemen Fisika di Imperial, mengatakan: "Kami berencana untuk menggunakan teknik ini untuk menjawab pertanyaan kunci tentang bagaimana elektron dan ion dalam materi padat yang hangat ini 'berbicara' satu sama lain, dan seberapa cepat dapat transfer energi dari elektron ke ion. "

Gemini Laser Fasilitas Pusat Laser saat ini adalah salah satu dari sedikit tempat kondisi yang tepat untuk teknik dapat dibuat, tetapi ketika fasilitas baru mulai beroperasi di seluruh dunia, tim berharap teknik tersebut dapat diperluas dan digunakan untuk melakukan kelas baru yang sepenuhnya. percobaan.

Dr Rajeev Pattathil, Pemimpin Grup Gemini di Fasilitas Laser Pusat, mengatakan: "Dengan flash x-ray ultrashort, kita bisa mendapatkan fokus bingkai-beku pada proses transien atau dinamis dalam bahan, mengungkapkan informasi mendasar kunci baru tentang bahan di sini dan di lebih luas Alam semesta, dan terutama yang di negara ekstrim. "

Referensi:

Materi disediakan oleh Imperial College London. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.