علماء يرصدون تحول معدن إلى بلازما شبيهة بالنجوم في أجزاء من تريليون من الثانية

نجح باحثون في مركز هيلمهولتز دريسدن-روسندورف في تصوير ذرات النحاس وهي تفقد وتستعيد إلكتروناتها في زمن يقاس بالفيمتو ثانية باستخدام ليزر مزدوج. وتخلق هذه التجربة بلازما فائقة التسخين تحاكي الظروف الكونية القاسية، مما قد يسهم في تطوير أبحاث الاندماج بالليزر.

استخدم العلماء ليزرين متطورين في محطة HED-HiBEF التابعة لمرفق ليزر الإلكترون الحر الأوروبي (European XFEL) في شينفيلد بالقرب من هامبورغ لمراقبة تشكل البلازما. حيث قامت نبضة ليزر ضوئية مكثفة من نظام ReLaX بضرب سلك نحاسي رقيق، مما أدى إلى تبخيره وتحويله إلى بلازما وصلت حرارتها إلى ملايين الدرجات. ثم التقط مسبار ليزر الإلكترون الحر بالأشعة السينية العملية في لقطات متتابعة، متتبعاً أيونات النحاس عالية الشحنة Cu²²⁺ عبر الامتصاص الرنيني عند 8.2 كيلو إلكترون فولت، كما ورد في مجلة Nature Communications في عام 2026. وبلغت كثافة الطاقة 250 تريليون ميغاوات لكل سنتيمتر مربع خلال نبضات فيمتو ثانية تراوحت مدتها بين 25 و30. وأوضح الدكتور لينغن هوانغ، رئيس التجارب في قسم كثافة الطاقة العالية بمركز HZDR، قائلاً: هذه هي الظروف التي يوفرها الليزران بدقة، حيث تبلغ مدة النبضات 25 و30 فيمتو ثانية فقط، أي أجزاء من تريليون من الثانية. وأظهرت القياسات أن أيونات Cu²²⁺ تصل إلى ذروتها بعد 2.5 بيكو ثانية قبل أن تعيد الاتحاد في غضون 10 بيكو ثانية. وأشار البروفيسور توم كوان، المدير السابق لمعهد فيزياء الإشعاع بمركز HZDR، إلى أنه لم يسبق لأحد من قبل رصد هذا النوع من التأين بهذه الدقة. وكشفت المحاكاة الحاسوبية عن موجات إلكترونية تدفع نحو مزيد من التأين، حيث قامت الإلكترونات المتحررة بطرد إلكترونات أخرى من الذرات المجاورة. وقال الدكتور أولف زاستراو، المسؤول عن محطة HED-HiBEF: تُظهر هذه التجربة مدى قوة ليزراتنا وتمهد الطريق لمرافق الاندماج بالليزر في المستقبل. ويعمل هذا البحث على تحسين دقة عمليات المحاكاة للبلازما المسخنة بالليزر الضرورية لمفاعلات الاندماج النووي.

مقالات ذات صلة

Researchers at East China Normal University have developed a new imaging technique that captures ultrafast events in trillionths of a second, revealing both brightness and structural changes in a single shot. The method, called compressed spectral-temporal coherent modulation femtosecond imaging (CST-CMFI), tracks phenomena like plasma formation and electron movement. Yunhua Yao, the team leader, described it as a major advance for physics, chemistry, and materials science.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

Researchers at EPFL have created the first chip-scale ultrafast laser that matches the performance of traditional tabletop femtosecond lasers. The device delivers pulses as short as 147 femtoseconds with energies of 1.05 nanojoules.

An international team of researchers has detected signs of a rare η′-mesic nucleus, a fleeting particle trapped inside an atomic nucleus. This exotic state, observed in a high-precision experiment, suggests the η′ meson's mass decreases in dense nuclear matter. The finding could shed light on how matter acquires mass through the structure of space's vacuum.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

New research suggests the Amaterasu particle, one of the most energetic cosmic rays detected, could be an ultraheavy atomic nucleus rather than a proton. The findings, from scientists at Penn State, were published in Physical Review Letters. They indicate such nuclei could retain extreme energy over vast distances in space.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض