Fyzici vystřelili 60 laserových paprsků, aby stvořili umělou hvězdu

aktualizováno 
Pomocí zařízení, které připomíná zbraně ze sci-fi filmů o hvězdných válkách, dokázali vědci z americké University of Rochester vytvořit extrémní stavy plazmatické hmoty, na jaké nenarazíte nikde na Zemi.

Vědci z laboratoře Omega potřebovali k vytvoření plazmatu 60 laserových paprsků. | foto: www.rochester.edu

Experimentátoři při pokusu použili 60 vysoce výkonných laserů, které soustředili na malinkatou kapsli.

Mimozemské vlastnosti

Tlak plazmatu se pohyboval okolo 100 miliard atmosfér, teplota dosahovala 100 milionů stupňů a hustota byla 20krát větší než hustota zlata.

Tím se jim podařilo vytvořit plazma o rekordních hodnotách hustoty energie. Takové podmínky panují pouze uvnitř hvězd nebo v nitru obřích planet, jako jsou Saturn či Jupiter.

Plazma a jaderná fúze

Řízená "umělá hvězda" by se někdy v budoucnu mohla podle experimentátorů stát takřka nevyčerpatelným zdrojem čisté, ekologicky nezávadné energie. Mnoho fyziků po celém světě je přesvědčeno, že nejvhodnější cesta k ní vede právě přes lasery poháněnou jadernou fúzi. Mezi ně patří i vědci z laboratoře Omega Laser Facility z University of Rochester, kde byl experiment uskutečněn.

Ke studiu jaderných reakcí se obvykle používají urychlovače, jenže výzkumníci z Omega Laser Facility záměrně zvolili jiný přístup, jak jít na věc. A sice studiem velmi horkého a hustého plazmatu. Plazma je de facto ionizovaný plyn, jakási polévka složená z kladných iontů a elektronů, které vznikly po vyražení elektronů z obalů jejich atomů.

Jde o vůbec nejrozšířenější formu hmoty ve vesmíru: 99 procent toho, co ve vesmíru vidíme, je ve skutečnosti tvořeno plazmatem. Plazma je přítomno ve hvězdách, mlhovinách či hvězdném větru, blescích, elektrických obloucích i v zářivkách. Často se o něm rovněž hovoří jako o čtvrtém skupenství hmoty, vedle pevných látek, kapalin a plynů.

Vědci z laboratoře Omega potřebovali k vytvoření plazmatu 60 laserových paprsků. Všechny současně namířili na povrch maličké skleněné kapsle o průměru 1 milimetr, jež byla naplněna směsí těžkých izotopů vodíku: deuteriem a tritiem. Soustředěným působením laserů došlo k prudkému stlačení hmoty uvnitř kapsle a k následnému vzniku vysokoteplotního plazmatu: směsice vodíkových jader a elektronů.

Atomový biliár

Extrémní teploty a tlaky, které uvnitř kapsle vznikly, způsobily, že se malá část jader deuteria a tritia fúzně spojila. Celý proces měl za následek uvolnění vysokorychlostních neutronů. Některé z nich se pohybovaly až šestinou rychlosti světla.

Neutrony odnášely energii zhruba 14 milionů elektronvoltů. Jen pro srovnání: při obyčejných chemických reakcích, jako je spalování uhlí nebo dřeva, vzniká energie řádově v jednotkách elektronvoltů.

Část neutronů narážela do okolních jader deuteria a tritia a opět se od nich odrážela jako kulečníkové koule. Kolize vědcům umožnily přesně změřit energii přenesenou mezi neutrony a ionty a posléze i stanovit tzv. účinný průřez (pravděpodobnost) rozptylu neutronů, jehož měření na částicových urychlovačích představuje značný problém. Tak získali jasnou představu o průběhu celé fúzní reakce.

Experimentátoři jsou přesvědčeni, že svým pokusem ukázali alternativní směr, jakým by se v budoucnu mohl ubírat výzkum jaderné fúze. "Je to poprvé, kdy byl k pokroku na poli jaderné fyziky použit vysokovýkonný laser," tvrdí David Meyerhofer, který vedl průběh celého experimentu.

Zdroj: www.rochester.edu, cs.wikipedia.org

Autor:

CES 2019

Veletrh spotřební elektroniky CES se koná od 8. do 11. ledna. Tradičně se představí novinky ze světa smartphonů, televizí a ostatních IT odvětví. Sledujte dění z veletrhu CES 2019 online.

Mezi žhavá témata letošního veletrhu patří sítě 5G a autonomní automobily. Samsung představil modulární microLED televizi, LG srolovatlenou OLED obrazovku do podstavce. Vyzkoušeli jsme také první smartphone s ohebným displejem.

Nejčtenější

Čeští vývojáři vylepšili vláček pro koleje z IKEA. Uhání až 90 cm/s

Intelino tým

Vypadá jako obyčejný vláček, ale můžete ho ovládat přes aplikaci v mobilu nebo jen pokládáním barevných terčíků na...

Televizor jako roleta: nové LG se po vypnutí sroluje do podstavce

LG Signature OLED TV R je prvním televizorem, který se po vypnutí sroluje do...

Ve vypnutém stavu je to televizní stolek s vestavěným soundbarem, po zapnutí se z něj vyroluje 65" OLED obrazovka. Nový...

U Sony mi nacpali mikrofony do uší a já pochopil nadšení slavného rapera

360 Reality Audio

Hudební hvězda Pharrell Williams přišel na tiskovou konferenci Sony na veletrhu CES podpořit nový projekt 360 Reality...

SpaceX začíná zkoušky „superrakety“. Bude se lesknout jako zrcadlo

Stavba pokusné rakety konceptu Starship na raketodromu SpaceX v jižním Texasu.

Fanouškům kosmonautiky přichystal šéf společnosti SpaceX Elon Musk na přelomu roku nečekaný dárek: nové plány na stavbu...

Už brzy bude mít den „25 hodin“. Trendy, které vás potěší, ale i vyděsí

Přímé přenosy jsou extrémně oblíbené od té chvíle, kdy Facebook funkci Live....

V Česku jsou to zatím jen slova, která plní titulky technologických i zpravodajských webů. Letos se však řada z nich...

Další z rubriky

Ochutnali jsme hamburger z umělého masa. Ani masožrout se neušklíbne

… i po kousnutí.

Před stánkem „Impossible burger“ na lasvegaském výstavišti byla k vidění nevídaná věc. Vegetariáni i „masožrouti“ jedli...

Homeopatie není vědecká, shodli se v Rozstřelu protivníci. Proč jí lidé věří?

Farmaceut Tomáš Cikrt (vlevo) a homeopat Jan Matyáš v diskusním pořadu iDNES.cz...

Účinnost homeopatie není podložena klinickými studiemi, říká EASAC. Přesto jde stále o velmi oblíbenou alternativní...

Českým vědcům se podařilo popsat nový typ sférické černé díry

Ilustrační snímek

Díky novému matematickému přístupu se podařilo vědcům z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy a...

Porodní dům v ČR: Bude stejně úspěšný jako v zahraničí?
Porodní dům v ČR: Bude stejně úspěšný jako v zahraničí?

Nikdy nelze přesně naplánovat, jak bude porod probíhat. V zahraničí už řadu let fungují porodní domy jako alternativa klasické porodnice a domácího porodu. Jaké jsou přínosy a rizika těchto zařízení?

Najdete na iDNES.cz