Güneşin enerjisinin 1 milyon katı! Schwinger sınırının altındaki mikro kabarcıklar vakumu ortaya çıkarabilir mi?
Vakum genellikle bir vakum olarak kabul edilir, ancak gerçekte vakum, sürekli olarak üretilen ve hayal edilemeyecek kadar kısa bir sürede yok olan vakum enerjisi, kuantum dalgalanmaları, anti-partikül çiftleri ve pozitronlar gibi sanal parçacıklarla doludur. . Vakum fiziğini daha iyi anlama arayışı, modern fiziğin temel sorunlarının açıklığa kavuşturulmasına yol açacaktır ve modern fizik, Big Bang gibi evrenin gizemlerini çözmenin vazgeçilmez bir parçasıdır. Bununla birlikte, sanal parçacık çiftleri zorla ayrılır ve sanal parçacıklar yerine gerçek parçacıklar olarak görünür.
Gerekli lazer yoğunluğu, mevcut lazer teknolojisinin sağlayabileceğinden 10 milyon kat daha yüksek olacaktır. Bu alan gücü, yarım asır önce Amerikalı Nobel Ödülü sahibi Julian Schwinger'ın (Julian schwenger) adını taşıyan sözde Schwinger sınırıdır. Daha önce, Osaka Üniversitesi'ndeki bilim adamları, mikro kabarcık patlaması (MBI) adını verdikleri yeni bir mekanizma keşfettiler. MBI'lerde, kabarcıklar hidrit olarak mikron boyutunda küresel kabarcıklar kullandığında ve ultra küçük ve ultra kısa lazer darbeleri ile ışınlandığında, kabarcıklar atom boyutuna küçüldüğünde, ultra yüksek enerjili hidrojen iyonları (göreli protonlar) salgılarlar. ).
- (Resim) Lazer, termiyonik difüzyon, patlama ve son olarak proton flaşı gibi mikro-kabarcık patlamasının tüm ana olayları
Bu çalışmada, Masamatsu Murakami liderliğindeki araştırma ekibi, MBI sürecinde, katı hidrit hedef patlamasına gömülü mikro boyutlu kabarcıkların, Schwinger sınır alanının yakınında oluşturulabilen iyonizasyondan sonra nanometre boyutunda bir çapa sahip olduğunu doğruladı. Ultra yüksek elektrostatik alan.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Osaka Üniversitesi Lazer Mühendisliği Araştırma Enstitüsü tarafından yürütülen üç boyutlu simülasyon sayesinde, maksimum sıkıştırmada kabarcıkların yoğunluğunun katıların yoğunluğunun yüz binlerce ila bir milyon katına ulaştığı da bulundu. Bu yoğunlukta, bir parça şekerden büyük olmayan bir şeyin ağırlığı yüzlerce kilogramdır. Kabarcık merkezinin enerji yoğunluğunun güneşinkinin yaklaşık 1 milyon katı olduğu bulundu.
- (Resim) 3 boyutlu simülasyon ve model elektrostatik alan karşılaştırması Resimde protonların merkez etrafındaki dağılımı gösterilmektedir (merkezden uzaklığa göre renk kodlu)
Bu inanılmaz sayıdaki enerjinin yeryüzünde imkansız olduğu düşünülüyor ve araştırma sonuçları "Plazma Fiziği" nde yayınlandı. Mikro-kabarcık implosion (MBI) teknolojisi, hızlanan proton enerjisini ve elektrostatik alana ulaşabilen lazer yoğunluğu ölçeğini incelemek için kullanılır. MBI'da, kabarcığı dolduran sıcak elektronların ürettiği küresel simetrik elektrostatik kuvvet nedeniyle, kabarcık duvarındaki protonlar merkeze doğru hacim ivmesine maruz kalır. Bu tür bir patlama, çökme sırasında nanometre boyutunda ultra yüksek yoğunluklu proton çekirdekleri üretecek, böylece ultra yüksek elektrostatik alan oluşturacak ve göreceli yüksek enerjili protonları serbest bırakacaktır.
Üç boyutlu hücre içi parçacık ve moleküler dinamik simülasyonları tamamlayıcı bir şekilde gerçekleştirilir. Bu nedenle, MBI'nin temel fiziksel özellikleri ortaya çıkar. Kabarcık pulsasyonu ve ultra yüksek enerji yoğunluğu gibi, bu özelliklerin enerji yoğunluğu, eylemsizlik hapsi plazma füzyon ateşleme çekirdeğinde beklenen enerji yoğunluğundan birkaç kat daha yüksektir. MBI, uygulanan lazer yoğunluğunu en iyi iki büyüklük sırası ile yükseltebilen bir plasmonik optik cihaz olma potansiyeline sahiptir.Bu nedenle, MBI, Schwinger sınırını çözmek için yeni bir yöntem olarak kabul edilir.
