'S Werelds krachtigste röntgenlaser bootst de omstandigheden in het midden van een ster na

Anonim

'S Werelds krachtigste röntgenlaser bootst de omstandigheden in het midden van een ster na

Wetenschap

Eric Mack

31 januari 2012

SLAC 's LCLS is' s werelds krachtigste röntgenlaser (foto: University of Oxford / Sam Vinko)

Zeggen dat het echt warm wordt in het SLAC National Accelerator Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie is niet gewoon een slechte woordspeling, het is een hel (sorry) van een understatement. Een team onder leiding van Oxford gebruikte de op Stanford gebaseerde faciliteit waarin de meest krachtige röntgenlaser ter wereld is ondergebracht om een ​​stuk materie van 2 miljoen graden Celsius (of ongeveer 3, 6 miljoen graden Fahrenheit) te maken en te onderzoeken. Het experiment liet de wetenschappers nog het dichtst in de buurt van de omstandigheden in het hart van de zon, andere sterren en planeten.

"Het maken van extreem hete, dichte materie is wetenschappelijk belangrijk, willen we uiteindelijk de condities begrijpen die bestaan ​​in de sterren en in het midden van gigantische planeten binnen ons eigen zonnestelsel en daarbuiten, " verklaarde de hoofdauteur van de Universiteit van Oxford, Sam Vinko.

Het onderzoek werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature en werd uitgevoerd met behulp van SLAC 's Linac Coherent Light Source (LCLS), die in staat is om laserpulsen een miljard keer helderder af te vuren dan elke andere röntgenbron rond vandaag.

De wetenschappers creëerden echter niet zomaar een kleine faux ster in een lab uit de lucht - de pulsen van de LCLS waren gericht op een minuscule stuk aluminiumfolie om een ​​vast plasma te creëren dat "hete dichte materie" wordt genoemd. "

Als u in uw keuken zit en naar die doos aluminiumfolie kijkt die naast uw magnetron staat, krijgt u geen grote ideeën over het maken van een mini-ster in het comfort van uw eigen huis. Uw apparaten zijn niet helemaal vergelijkbaar met wat ze in huis hebben bij SLAC.

"De LCLS, met zijn ultrakorte golflengten van röntgenlaserlicht, is de eerste die een dichte vaste stof kan doordringen en een uniform stukje plasma kan creëren - in dit geval een kubus van een duizendste centimeter aan een zijde - en bespreek het tegelijkertijd ", zegt Bob Nagler, een LCLS instrumentwetenschapper bij SLAC.

Nagler legt uit dat het al een tijdje mogelijk is om plasma uit gassen te maken en het met conventionele lasers te bestuderen, maar LCLS is het eerste hulpmiddel dat hetzelfde met een vaste stof kan doen. In feite meldt dezelfde kwestie van de natuur ook dat de LCLS de eerste atomaire röntgenlaser ter wereld is die een indringend beeld geeft in de wereld van atomen en moleculen, "aldus natuurkundige Nina Rohringer die aan de project bij SLAC.

De resulterende metingen die wetenschappers krijgen door super hete materie te creëren en te onderzoeken, zullen worden ondergebracht in verschillende theorieën en computersimulaties, en kunnen zelfs helpen het kernfusieproces te reconstrueren dat sterren aanstuurt.

"Die 60 uur, toen we de LCLS voor het eerst op een solide positie richtten, waren de meest opwindende 60 uur van mijn hele wetenschappelijke carrière, " zei Justin Wark, leider van de Oxford-groep. "LCLS gaat echt een revolutie teweegbrengen in het veld, naar mijn mening. "

SLAC 's LCLS is' s werelds krachtigste röntgenlaser (foto: University of Oxford / Sam Vinko)