Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

12.02.2018
07:39

Сдвиги вызвали фазовый переход в системе сфер

12.02.2018
07:32

Физики впервые получили суперионный лед

12.02.2018
07:28

Магнитные свойства материалов научились измерять с атомарным разрешением

12.02.2018
07:23

Ученые нашли метод получения экстремально плотной электрон-позитронной плазмы

    Российские ученые провели теоретическое исследование процесса лавинообразного рождения электронов и позитронов в фокусе сверхмощного лазерного импульса и нашли условия при которых достигаются рекордные плотности образующейся плазмы. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.

    Фотон, пролетая в сильном электрическом или магнитном поле, может превратиться в электрон и позитрон. Для наблюдения этого эффекта, однако, требуются чрезвычайно сильные поля, поэтому в экспериментах рождение электрон-позитронных пар наблюдалось пока только вблизи атомных ядер с высоким электрическим зарядом. Но в ближайшем будущем ученые надеются достичь необходимой силы поля в фокусе лазеров, что откроет новые возможности как для изучения фундаментальных законов квантовой физики, так и для практических приложений.

    На данный момент лазерные технологии позволяют получать импульсы мощностью чуть более одного петаватта. Для сравнения: мощность излучения обычной лампочки равна всего лишь одному ватту, то есть современные лазеры ярче лампочек в один квадриллион раз. В фокусе такого лазера вещество мгновенно сгорает, образуя плазму.

    Ожидается, что следующее поколение лазерных систем достигнет мощности в 10 петаватт, при которой находящиеся в фокусе частицы начнут излучать гамма-фотоны с энергией, достаточной для того, чтобы в поле того же лазерного импульса могли родиться электроны и позитроны. При этом процесс будет носить характер лавины: вновь рожденные частицы будут излучать гамма-фотоны, которые будут рождать новые электроны и позитроны. В результате количество частиц за короткое время вырастает до огромных значений и в фокусе образуется сверхплотная электрон-позитронная плазма.

    Таким образом, однако, нельзя получить вещество сколь угодно высокой плотности. Лазерное излучение не может проникать в плотную плазму, поэтому когда электронов и позитронов становится слишком много, они начинают отражать излучение, и процесс останавливается. По этой причине до сих пор считалось, что в подобных экспериментах можно получить в лучшем случае около 1024 частиц в кубическом сантиметре, что приблизительно равно концентрации электронов в тяжелых металлах, например, золоте. Группа ученых из Института прикладной физики РАН и Нижегородского госуниверситета под руководством Александра Сергеева показала, что при определённых условиях это число может быть, как минимум, на порядок больше.

    Для этого, во-первых, был рассмотрен оптимальный метод фокусировки лазерного импульса — так называемая дипольная фокусировка. В этом случае лазерный импульс фокусируется в центр как бы со всех сторон сразу.

    Технически это может быть получено путем разбиения изначального импульса на 12 частей, которые потом облучают точку фокуса со всех сторон. Оценки авторов показывают, что для наблюдения каскадов электронов и позитронов в этом случае потребуется суммарная мощность 12 петаватт, то есть по петаватту в каждом луче — что уже достижимый показатель. Для сравнения: если использовать для фокусировки 6 лучей, расположенных в вершинах шестиугольника, то их суммарная мощность для наблюдения лавины должна составлять 20 петаватт — больше 3 петаватт в каждом луче. А для 4 лучей, расположенных в вершинах квадрата, — 35 петаватт, то есть чуть меньше 9 петаватт в луче.

    Во-вторых, ученые предлагают работать в режиме так называемого аномального радиационного захвата. Обычно электроны и позитроны избегают находиться там, где поле велико, и «захватываются» в областях, где поле слабое. Это называется обычным захватом. Однако при определенных условиях происходит обратное явление — частицы скапливаются в областях, где поле близко к максимальному. Именно это наблюдается в дипольной волне мощностью около 10 петаватт. Особо примечательно то, что область захвата в таком случае оказывается чрезвычайно малой — даже меньше, чем длина волны используемого излучения, которая обычно равна одному микрону. В-третьих, в ходе полномасштабного трехмерного численного моделирования, проведенного на суперкомпьютере, авторы обнаружили, что возникающая в подобных условиях плазма оказывается неустойчивой. Если вначале она образует небольшой шарик, захваченный в фокусе лазеров, то через небольшой промежуток времени этот шарик распадается на тонкие радиальные слои, которые начинают сливаться друг с другом, пока не остается ровно два плазменных листа, развернутых друг относительно друга на 180 градусов. Именно в этих листах и наблюдается сверхвысокая концентрация частиц.

    Авторы также проверили, как полученный результат зависит от неточности фокусировки 12 лучей и возможной ошибки их синхронизации — то есть возможности, что они приходят в фокус не одновременно. Оказалось, что случайный сдвиг каждого луча на 1/10 длину волны как в пространстве, так и во времени, приводит к уменьшению количества частиц в несколько раз, однако в целом не меняет характер взаимодействия.

    Сложность на пути к получению сверхплотных сгустков плазмы также заключается в том, что развитие неустойчивости и последующие слияния плазменных листов требуют времени, в то время как длительность лазерных импульсов в подобных системах относительно мала. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать искусственно созданные неоднородности, которые станут «затравкой» для плазменных листов, и приведут к более быстрому их образованию.

    На данный момент лазерных систем, способных реализовать предложенный авторами эксперимент, не существует, однако их возможное строительство активно обсуждается. В частности, правительство РФ поддержало проект XCELS по созданию лазерной системы общей мощность 100 петаватт. По плану эта система должна содержать как раз 12 лазерных каналов. Этот проект стал одним из шести, поддержанных в рамках программы поддержки международных научных мегапроектов, однако его реализация пока не началась.

    Помимо фундаментального интереса к подобным экстремальным состояниям вещества, существует интерес к ним как к сверхъярким источникам гамма-излучения, востребованного в ядерной физике. Проведенные авторами оценки показывают, что образовавшиеся сверхплотные сгустки плазмы за время своего существования должны излучать порядка 109 фотонов с энергией больше 1 ГэВ. Подобные высокоэнергичные фотоны сейчас получают только в комптоновских источниках на специализированных ускорителях электронов. Для сравнения, один из самых ярких из них, LEPS на синхротроне SPring-8, позволяет получать порядка 106 фотонов в секунду.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/02/08/plasma

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

12.02.2018
07:17

Физики измерили время торможения «сверхсветовых» электронов

12.02.2018
00:35

Вращение магнитного поля помогло разобраться в формировании коллоидных кристаллов

12.02.2018
00:32

Нанофлюидные устройства предложили вырезать из графеновой бумаги обычными ножницами

12.02.2018
00:28

Ученые создали растворимую электронную кожу

12.02.2018
00:24

Tesla Roadster приблизится к Марсу в 2020 году

12.02.2018
00:18

Запущенный в космос автомобиль Tesla отнесли к спутникам

11.02.2018
23:46

США подготовили пилотируемый корабль Orion

11.02.2018
23:41

Ученые выявили существенные преимущества людей без пары

11.02.2018
23:38

Сделана самая далекая космическая фотография

10.02.2018
21:31

Доказано существование новой формы материи

10.02.2018
21:28

Опровергнут миф о вымирании человечества из-за супервулкана

10.02.2018
19:29

Древние европейцы оказались темнокожими

10.02.2018
19:21

Раскрыты детали проекта первого гиперзвукового пассажирского лайнера

10.02.2018
19:06

Предсказано скорое затухание Солнца

10.02.2018
18:58

Вирусы оказались создателями человечества

10.02.2018
18:44

НАСА создаст инопланетную подводную лодку

<< 101|102|103|104|105|106|107|108|109|110 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList SpyLOG