USAs Texase osariigis asuva Rice’i ülikooli füüsikud avastasid viisi, kuidas püüda magnetpudelisse maailma kõige külmem plasma – see on tehnoloogiline saavutus, mis edendab nii päikese, termotuumasünteesi kui astrofüüsika uurimist.
Plasma on üks neljast aine põhiolekust, kuid erinevalt tahketest ainetest, vedelikest ja gaasidest, ei kohta seda igapäevaelus, sest plasmad esinevad vaid väga kuumades kohtades, nagu päike, välk või tuleleek.
“Kui paneme plasma magnetpudelisse, saame puhta ja kontrollitava katsepinna, et uurida neutraalseid plasmasid väga keerukates kohtades, nagu on päikese atmosfäär,” märkis Rice’i ülikooli loodusteaduste dekaan Tom Killian.
Kilian selgitas, et mõistmaks, kuidas päikesetuul (laetud osakeste voog ehk plasma, mis on vabanenud Päikese pealmisest atmosfäärikihist) Maaga suhestub või kuidas saada tuumasünteesist puhast energiat, tuleb vaadelda, kuidas plasma magnetväljas käitub.
Termotuumasüntees on protsess, kus kaks väiksema massiga tuuma satuvad üksteisele väga lähedale ning tugev jõud sulatab need kokku. Et ületada tuumadevahelist tõukumist, kulub väga palju energiat, ja sellepärast võib selline reaktsioon toimuda ainult väga kõrgel temperatuuril või suure rõhu all ning kui see protsess õnnestub, vabaneb väga palju energiat.
Samamoodi nagu kuumad plasmad, on ka Killiani külmad plasmad elektronide ja ioonide supid, kuid külmaks teeb need laserjahutus – veerand sajandit tagasi välja töötatud tehnika aine kinnipüüdmiseks ja valguse aeglustamiseks.
Killian viis kolleegide Grant Gormani ja MacKenzie Warrensiga läbi uuringu, mille käigus kasutasid teadlased laserjahutusega keemilist elementi strontsiumi, et luua plasma temperatuuriga ligi 1 kraad üle absoluutse nulli ehk -272 kraadi Celsiuse järgi. Seejärel lõikasid teadlased plasmat seda ümbritsevate magnetite jõududega ja püüdsid selle magnetpudelisse.
Killian, kes on ultrakülmasid plasmasid uurinud rohkem kui 20 aastat, ütles, see on esimene kord, kui ultrakülma plasmat on sedamoodi magnetitega lõigatud ning see avab ukse plasmade uurimiseks paljudes erinevates oludes.
Uuringust tulenev avastus on teadlastele oluline seetõttu, et päikesefüüsikud saavad harva niivõrd selge ja lähedase vaate päikese atmosfääri eripäradele, kuna varasemalt tehtud vaatluste käigus on osa atmosfääri pildist kaamera kehva pildikvaliteedi tõttu kaduma läinud ning erinevad seondumatud nähtused vahepealses atmosfääris varjavad seda, mida teadlased tegelikult jälgida tahavad.
“Kahjuks ei ole me seni saanud plasmat korralikult vaadelda, mistõttu on senistel plasma omaduste mõõtmistel üsna suuri ebatäpsusi,” ütles uuringus osalenud teadlane Bradshaw. “Nüüd, kui meil on võimalus kasutada uuringutulemusi numbriliste mudelite testimiseks, saame ka loodetavasti mõista paremini plasma omadusi ja teha täpsemad mõõtmised,” lisas ta.
