พลาสมาเป็นกลางที่เย็นจัดสามารถจำลองภายในของดวงดาวและดาวเคราะห์ได้

พลาสมาที่เป็นกลางได้รับการทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 50 mK โดย Thomas Langin, Grant Gorman และThomas Killianที่มหาวิทยาลัย Rice ในสหรัฐอเมริกา ในอนาคต พลาสมาเย็นจัดสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์ยักษ์และดาวแคระขาว และอาจนำไปสู่การสร้างสถานะของสสารที่แปลกใหม่ เช่น พลาสมาที่เป็นของแข็ง

พลาสมาที่เป็นกลางสามารถคิดได้ว่า

เป็นเมฆของอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนพร้อมกับอิเล็กตรอนอิสระที่อะตอมได้มอบให้ โดยปกติแล้วพลาสม่าจะร้อนเนื่องจากต้องใช้พลังงานอย่างมากในการทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออน อย่างไรก็ตาม ยังเป็นไปได้ที่จะสร้างพลาสมาเย็นโดยที่ไอออนเคลื่อนที่ช้า (และเย็นด้วยเหตุนี้) ในขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วกว่ามาก

เมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว Killian ได้พัฒนาเทคนิคในการสร้างพลาสมาที่เย็นกว่าที่เคยจากก๊าซปรมาณูที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ เป้าหมายสำคัญประการหนึ่งของการวิจัยของเขาประสบความสำเร็จในงานวิจัยล่าสุดนี้ นั่นคือ การสร้างพลาสมาที่เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ซึ่งปฏิกิริยาทางไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนจะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของระบบ

อะตอมสตรอนเทียมนับล้าน Killian และเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยแก๊สประมาณ 500 ล้านอะตอมของสตรอนเทียมซึ่งถูกทำให้เย็นถึง 1 mK โดยใช้เทคนิคการทำความเย็นด้วยเลเซอร์แบบมาตรฐานและเก็บไว้ในกับดักแม่เหล็ก จากนั้นจึงปิดกับดักและก๊าซที่ได้รับอนุญาตให้ขยายตัวเป็นเวลา 6 มิลลิวินาที ก่อนที่อะตอมประมาณ 10% จะถูกทำให้แตกตัวเป็นไอออนโดยเลเซอร์พัลส์อัลตราไวโอเลตแบบลึก อิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 15 K ยังคงอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับไอออนเนื่องจากแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต เป็นผลให้พลาสมาเป็นกลางทางไฟฟ้าภายในไม่กี่เปอร์เซ็นต์ จากนั้นเลเซอร์อินฟราเรดจะใช้เพื่อทำให้ไอออนเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำถึง 50 mK

พารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์

ที่สำคัญที่อธิบายพลาสมาคืออัตราส่วนของการผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนกับพลังงานจลน์ของไอออน Killian อธิบายว่าในพลาสมาที่เย็นจัดเป็นพิเศษเหล่านี้ ปฏิกิริยาระหว่างไอออนมีความสำคัญต่อการกำหนดคุณสมบัติของพลาสมามากกว่าการเคลื่อนที่ของไอออน ซึ่งเป็นจุดเด่นของ “พลาสมาที่จับคู่อย่างแน่นหนา”

โลกที่ห่างไกลปรากฎว่าอัตราส่วนนี้ใกล้เคียงกันสำหรับพลาสมาแรงดันสูงที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งปัจจุบันใช้ในการจุดระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชันด้วยเลเซอร์ นอกจากนี้ยังพบอัตราส่วนที่คล้ายกันในดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวแคระขาว ซึ่งแรงกดทับของแรงโน้มถ่วงผลักอะตอมของไฮโดรเจนให้ชิดกันจนเกิดเป็นพลาสมาที่ร้อนและหนาแน่น ด้วยเหตุนี้ พลาสมาที่เย็นจัดจึงสามารถใช้เป็นเครื่องจำลองที่สามารถกระตุ้นการพัฒนาแหล่งพลังงานฟิวชันและปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวฤกษ์และดาวเคราะห์

Killian กล่าวว่า “เราไม่สามารถศึกษาพลาสมาคู่กันอย่างรุนแรงในสถานที่ที่พวกมันเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้ “พลาสมาที่เป็นกลางในการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ช่วยให้เราสามารถสร้างพลาสมาที่ควบคู่กันอย่างแน่นหนาในห้องปฏิบัติการ เพื่อให้เราสามารถศึกษาคุณสมบัติของพวกมันได้”

“ไอออนที่เกาะติดกันอย่างแน่นหนาไม่สามารถอยู่ใกล้กัน ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามหาข้อตกลงที่แรงผลักจากเพื่อนบ้านทั้งหมดมีความสมดุล” คิลเลียนกล่าวเสริม “สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ปรากฏการณ์แปลก ๆ เช่น พลาสมาของเหลวหรือของแข็ง ซึ่งอยู่นอกเหนือประสบการณ์ปกติของเรา”

Pasham ระมัดระวังเกี่ยวกับทฤษฎีนี้ 

“ในขณะที่แบบจำลองนี้สามารถอธิบายการสังเกตได้ แต่ก็เป็นสถานการณ์ที่หายากมาก” เขาบอกกับPhysics World เนื่องจากดาวแคระขาวไม่ควรอยู่ใน ISCO นานกว่าสองสามร้อยปี แม้ว่าวงโคจรจะมีความเสถียรตามแรงโน้มถ่วง แต่แรงอื่นๆ กำลังทำงาน ซึ่งรวมถึงความหนืดและความปั่นป่วนของเศษดาวฤกษ์ที่ดาวแคระขาวเคลื่อนที่ผ่าน สนามแม่เหล็กรอบหลุมดำ ความดันการแผ่รังสี และแม้แต่การปล่อยคลื่นโน้มถ่วงทั้งหมด ซึ่งในที่สุดจะเห็นวงโคจรของดาวแคระขาวผุพังลงในหลุมดำ ดังนั้น โอกาสที่ดาวดวงหนึ่งจะแยกออกจากกันพร้อมๆ กับที่ดาวแคระขาวจะปรากฎอยู่รอบๆ หลุมดำจึงดูเบาบาง

อุปทานของดาวอย่างต่อเนื่องอย่างไรก็ตาม ใจกลางดาราจักรเป็นแหล่งเพาะของดาว ดังนั้นจึงมีแหล่งสะสมดาวที่เติมอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้หลุมดำขนาดมหึมากลืนกินเข้าไป นอกจากนี้ยังมีหลุมดำมวลมหาศาลมากเพียงพอในจักรวาลที่การค้นหาบนท้องฟ้าทั้งหมดควรจะสามารถตรวจจับเหตุการณ์ที่คล้ายกันมากขึ้น ซึ่งเรียกว่า “เปลวเพลิงที่รบกวนคลื่นยักษ์” ซึ่งอาจนำไปสู่ความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นบางอย่าง

การทำความเข้าใจว่าหลุมดำมวลมหาศาลก่อตัวและเติบโตได้อย่างไรยังคงเป็นปริศนาที่มีมายาวนาน และการรู้ว่าวัตถุหมุนเร็วแค่ไหนจะเผยให้เห็นประวัติการก่อตัวของพวกมัน หลุมดำที่หมุนเร็วสุดกำลังหมุนด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง ตัวอย่างเช่น หลุมดำที่ใจกลางกาแลคซี NGC 1365 ได้รับการวัดให้หมุนด้วยความเร็วแสงมากกว่า 80% หลุมดำที่มีการหมุนเร็วเช่นนี้คิดว่าส่วนใหญ่เกิดจากการเพิ่มปริมาณก๊าซจำนวนมาก ในขณะที่หลุมดำส่วนใหญ่เกิดจากการรวมตัวของหลุมดำขนาดเล็กกว่า ซึ่งเพิ่มโมเมนตัมเชิงมุมในระบบจากทิศทางสุ่ม กลับจบลงที่การหมุนมากขึ้น ช้า. อัตราการหมุนของหลุมดำที่สูงในเหตุการณ์ ASASSN-14li บ่งชี้ว่าอาจเกิดขึ้นจากการสะสมของก๊าซเป็นส่วนใหญ่

โดยการวัดการหมุนของหลุมดำจำนวนมากจากเปลวไฟที่รบกวนคลื่นยักษ์ในอนาคตที่สังเกตพบ “เราสามารถสร้างการกระจายการหมุนของหลุมดำมวลมหาศาลที่ redshifts ต่างๆ ซึ่งจะจำกัดแบบจำลองโดยตรงสำหรับการเติบโตของหลุมดำมวลมหาศาล” Pasham กล่าว

ความเข้มข้นสูงอย่างน่าประหลาดใจของฮีเลียม-3 ที่พบในจุดร้อนของภูเขาไฟอาจเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของสารประกอบเคมีที่มีฮีเลียมที่หายากอยู่ลึกเข้าไปในโลก นั่นคือข้อสรุปของทีมนักฟิสิกส์นานาชาติที่คำนวณว่าผลึก FeO 2เขาสามารถดำรงอยู่ได้ที่อุณหภูมิและความดันที่พบในขอบเขตระหว่างแกนกลางของโลกกับเสื้อคลุม พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าวัสดุมีคุณสมบัติทางเสียงที่เกี่ยวข้องกับส่วนต่าง ๆ ของขอบเขตนี้

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย