Combinando láseres potentes y rayos X brillantes, los investigadores de Imperial y STFC han demostrado una técnica que permitirá nuevos experimentos extremos.
La nueva técnica podría utilizar un solo destello de rayos X para capturar información sobre materia extremadamente densa y caliente, como la que se puede encontrar dentro de planetas gigantes gaseosos o en las costas de estrellas muertas.
Las mismas condiciones también se encuentran en los experimentos de fusión, que intentan crear una nueva fuente de energía que imite al Sol.
La técnica, informada esta semana en Cartas de revisión física , fue desarrollado por un equipo dirigido por científicos del Imperial College London que trabajan con colegas, incluidos los de la Instalación Central de Láser del Reino Unido en el Laboratorio Rutherford Appleton del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología STFC, y fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación.
Los investigadores querían mejorar las formas de estudiar 'materia densa cálida': materia que tiene la misma densidad que un sólido, pero se calienta hasta 10,000 ° C. Los investigadores pueden crear materia densa cálida en el laboratorio, recreando las condiciones enlos corazones de los planetas o crucial para el poder de fusión, pero es difícil de estudiar.
El equipo utilizó el láser Gemini, que tiene dos haces: uno que puede crear las condiciones para la materia densa cálida y otro que puede crear rayos X ultracortos y brillantes para sondear las condiciones dentro de la materia densa cálida.
Los intentos anteriores con láser de baja potencia requerían 50-100 flashes de rayos X para obtener la misma información que la nueva técnica puede obtener en un solo flash. Los flashes duran solo femtosegundos cuadrillonésimos de segundo, lo que significa que la nueva técnica puederevelar lo que sucede dentro de la materia cálida y densa en escalas de tiempo muy cortas.
El primer autor, el Dr. Brendan Kettle, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "Ahora podremos sondear materia cálida y densa de manera mucho más eficiente y con una resolución sin precedentes, lo que podría acelerar los descubrimientos en experimentos de fusión y astrofísica, como elestructura interna y evolución de los planetas, incluida la Tierra ".
La técnica también podría usarse para sondear condiciones de cambio rápido dentro de nuevos tipos de baterías y dispositivos de almacenamiento de memoria.
En el nuevo estudio, el equipo utilizó su técnica para examinar una muestra calentada de titanio, demostrando con éxito que podía medir la distribución de electrones e iones.
El investigador principal, el Dr. Stuart Mangles, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "Estamos planeando usar la técnica para responder preguntas clave sobre cómo los electrones e iones en esta materia cálida y densa" hablan "entre sí y cómorápidamente puede transferir energía de los electrones a los iones "
Gemini Laser de la Instalación de láser central es actualmente uno de los pocos lugares donde se pueden crear las condiciones adecuadas para la técnica, pero a medida que las nuevas instalaciones comiencen a operar en todo el mundo, el equipo espera que la técnica se pueda ampliar y utilizar para hacer una nuevaclase de experimentos.
El Dr. Rajeev Pattathil, Líder del Grupo Gemini en la Instalación Central de Láser, dijo: "Con los rayos ultracortos de rayos X podemos obtener un enfoque de fotograma congelado en procesos transitorios o dinámicos en materiales, revelando nueva información fundamental clave sobre materiales aquí y enel Universo más amplio, y especialmente aquellos en estados extremos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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