Znanstvenici su po prvi put uspjeli izravno snimiti nestabilnost plazme, pružajući uvid u način na koji visokoenergetski elektronski snopovi stvaraju složene niti. Ovo otkriće moglo bi imati značajan utjecaj na razvoj naprednih akceleratora čestica, fuzijske energije i medicinskih tretmana.
Razotkrivanje nestabilnosti plazme
Plazma, četvrto stanje tvari, dinamična je smjesa naelektriziranih čestica koje reagiraju s elektromagnetskim poljima. Pod određenim uvjetima, ove interakcije uzrokuju nestabilnost, stvarajući tanke, vlaknaste strukture koje dodatno remete ponašanje plazme.
Znanstvenici već desetljećima teoretiziraju o ovim filamentima, ali ih dosad nisu mogli izravno promatrati. Sada je suradnički tim s Imperial College London i Brookhaven National Laboratory uspio snimiti ove strukture u nevjerojatnoj jasnoći, otvarajući novo poglavlje u istraživanju plazme.
Eksperiment s visokoenergetskim laserima otkriva skrivene pojave
Kako bi vizualizirali nestabilnost, istraživači su koristili inovativni sustav dvaju lasera. Posebni infracrveni laser u Brookhavenovom postrojenju za testiranje akceleratora generirao je visokoenergetski elektronski snop unutar kontroliranog plazmenog okruženja. Drugi, optički laser zatim je snimao formirane strukture s dosad neviđenom preciznošću.
Kada je laser stupio u interakciju s plazmom, elektroni su se ubrzali u fokusirane snopove. U idealnim uvjetima, ti bi snopovi neometano prolazili kroz plazmu. Međutim, zbog prirodnih varijacija u gustoći elektrona, pojavila se nestabilnost, uzrokujući male poremećaje koji su se pretvorili u izdužene niti.
“Što više magnetskih polja generirate, to nestabilnost više raste, a zatim se stvara još više magnetskih polja,” objasnio je dr. Nicholas Dover, vodeći istraživač na projektu. “To je poput efekta snježne lavine.”
Napredak koji može promijeniti fuziju i medicinu
Razumijevanje i kontrola nestabilnosti plazme ključno je za mnoga znanstvena područja. U nuklearnoj fuziji, nestabilnost može ometati prijenos energije, otežavajući održavanje reakcija. U medicini, visokoenergetski snopovi koriste se u radioterapiji, a njihova optimizacija mogla bi poboljšati preciznost liječenja raka.
Profesor Zulfikar Najmudin, jedan od ključnih istraživača na Imperial College London, naglasio je širi značaj ovog istraživanja. “Ako uspijemo riješiti ovaj problem, mogli bismo otvoriti vrata velikim primjenama, osobito u radioterapiji,” rekao je.
Ohrabreni rezultatima, istraživači planiraju dodatno poboljšati svoj sustav snimanja. Preciznijim laserima i snimanjem plazmenih događaja u stvarnom vremenu, nadaju se razotkriti još dublje uvide u prirodu nestabilnosti.
Ovo postignuće ne samo da potvrđuje dugogodišnje teorije, već i otvara vrata budućim inovacijama u energetici, medicini i ubrzavanju čestica.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
