Группа ученых смогла запечатлеть ударные волны, движущиеся по микроскопической струе воды. Открытие было сделано с помощью двух видов съемки, что позволило увидеть то, что упустили предыдущие эксперименты с использованием только рентгеновских лучей: тонкий слой водяного пара, окружающий цель. Он действовал как амортизатор, обеспечивая симметричное сжатие воды ударной волной.
Чтобы зафиксировать это сверхбыстрое событие, команда Мичиганского университета объединила два типа радиационных импульсов в Центре лазерного ускорителя (BELLA) Лаборатории Беркли — сверхбыстрые рентгеновские лучи для определения физической плотности и структуры ударной волны, а также пучки высокоэнергетических электронов для отслеживания изменения электрических и магнитных полей в режиме реального времени. Это позволило создать покадровую визуализацию динамики плазмы, которая ранее была невидима для стандартных датчиков или симуляций.
Последние достижения в области термоядерного синтеза с использованием лазера вызывают большой интерес. Для дальнейшего прогресса необходима точная диагностика, позволяющая отслеживать динамику горячей плазмы, особенно ее нестабильное поведение, которое может препятствовать нормальному горению.
В эксперименте использовалась уникальная мишень — струя воды толщиной примерно с человеческий волос. В отличие от традиционных твердых мишеней, которые разрушаются после одного лазерного выстрела и требуют ручной замены, эта восстанавливается автоматически.
Это позволило команде запускать лазер раз в секунду, что значительно ускорило процесс сбора данных. Многомесячная инженерная работа, направленная на то, чтобы вода не замерзала в вакууме экспериментальной установки, принесла свои плоды, позволив отслеживать взаимодействие с высокой частотой повторения. Наблюдаемые физические явления применимы непосредственно к капсулам с термоядерным топливом.
Ученые считают, что уменьшение размеров этого лазерно-плазменного ускорителя (LPA) в конечном счете позволит устанавливать эти диагностические инструменты непосредственно на крупномасштабных термоядерных установках.
Ранее Наука Mail рассказывала, что исследователи в Китае обошли ограничение плотности плазмы в термоядерном реакторе.
