Физики рассчитали совершенно новый способ создания суперсильных магнитных полей — «наука»
Популярная наука
Посильнее любого магнитного поля на Земле.
Исследователи предложили новый метод применения лазеров для генерации магнитных полей, каковые по собственной мощности на порядок превосходят те, что мы на сегодня способны произвести на отечественной планете.
В природе подобные суперсильные поля существуют лишь в космическом пространстве, и они смогут быть ключом к применению чистой энергии ядерного синтеза и моделированию астрофизических процессов в лабораторных условиях.
Мысль захватывающая, но до сих пор в качестве доказательств жизнеспособности данной разработке физики применяли только теоретические расчеты, и экспериментально она пока не подтверждена, на что имеется уважительная обстоятельство: сейчас мы не располагаем достаточно замечательными лазерами, дабы ее проверить.
В это же время на бумаге план трудится благодаря так именуемому эффекту Фарадея, что результат необыкновенного сотрудничества между магнитным полем и светом.
Это сверхсложный процесс. В случае если сказать в общем, эффект Фарадея связан с тем фактом, что при перемещении электромагнитной волны — таковой, как видимый свет — через немагнитную среду ее плоскость поляризации будет вращаться при наличии постоянного магнитного поля.
В случае если разбирать это явление подробнее, возможно заявить, что, в то время, когда свет поляризован, это значит, что все световые волны вибрируют в одной плоскости. Но угол данной плоскости может вращаться.
А благодаря эффекту Фарадея при свете, проходящем через среду, плоскость поляризации будет вращаться в соответствии с постоянным магнитным полем.
Как все это связано с лазерами? Ну, побочный итог результата Фарадея содержится в том, что, если вы начинаете влиять на поляризацию видимого света, проходящего через магнитную среду, она будет порождать магнитное поле.
Чем посильнее электромагнитная волна, тем выше создаваемое ею магнитное поле — так что, если вы используете вправду сильные лазеры, у вас должно появиться реально крутое поле.
Физики экспериментируют с данной идеей начиная с 1960-х годов, но обстоятельство, по которой она до сих пор не реализована, в том, что эффект Фарадея кроме этого требует наличия поглощения — того, что в большинстве случаев происходит на протяжении столкновения электронов.
По окончании того как вы добьетесь определенной интенсивности лазера, электроны становятся ультрарелятивистскими, это указывает, что они в собственном огромном множестве сталкиваются реже и простого поглощения в итоге не происходит.
По данной причине исследователи высказали предположение, что лазер, достаточно замечательный, дабы создать суперсильное магнитное поле, кроме этого будет останавливать процесс абсорбции, что со своей стороны сведет на нет эффект Фарадея.
Но сравнительно не так давно исследователи из России, Германии и Италии выдвинули догадку о том, что при высокой интенсивности лазерных волн поглощение может осуществляться не за счет столкновения электронов, но благодаря радиационному трению.
А данный особенный тип трения, по крайней мере на бумаге, может привести к генерации суперсильного магнитного поля.
Согласно расчетам команды ученых, достаточно замечательный лазер будет способен создавать поля с магнитной индукцией в пара гигагаусс (гаусс (Гс) есть единицей измерения магнитных полей).
Для сравнения: гигагаусс — это 109 Гс, либо 1 000 000 000 Гс. Магнитное поле безумном силы, создаваемое магнитно-резонансным томографом, может достигнуть лишь 70 000 Гс, тогда как поверхность нейтронной звезды образовывает около 1012 Гс.
Магнитные поля, каковые мы можем создавать сейчас в лаборатории, достигают предела 108 Гс, с их помощью удается действенно осуществлять контроль ядерный синтез в течение долгих периодов времени — то, где эта новая разработка может особенно понадобиться.
Она кроме этого разрешит ученым в лаборатории воссоздать поразительно сильные магнитные условия космического пространства.
«Новая область изучений — лабораторная астрофизика — появилась недавно и сейчас быстро начинается, — говорит один из исследователей, Сергей Попруженко, из Столичного инженерно-физического университета (Национальный исследовательский ядерный университет „МИФИ“). — Отечественная работа воображает особенный интерес, потому, что предлагает новые возможности в данной области».
Задача сейчас пребывает в том, дабы экспериментально проверить эту новую технику, чтобы выяснить, трудится ли она в реальности так, как это происходит на бумаге. Но в случае если Попруженко предвещает, что нам удастся сделать это в «ближайшем будущем», все-таки нужно подождать, пока в отечественном распоряжении окажется лазер достаточной мощности.
Хорошая новость в том, что в рамках европейского проекта Extreme Light Infrastructure три лазера уже находятся на стадии разработки в Чехии, Венгрии и Румынии, так что прогресс налицо.
«За счет радиационного трения эти лазерные установки будут способны переносить нагрузки, нужные для генерации сверхсильных магнитных полей, и окажутся нужными для наблюдения многих вторых фундаментальных эффектов сильного поля», — говорит Попруженко.
Изучение было размещено в New Journal of Physics.
Подписывайтесь на отечественный канал в Telegram!
Каждый день вечером вам будет приходить подборка самых броских и увлекательных переводов ИноСМИ за сутки.
Отыщите в контактах@inosmichannelи добавьте его к себе в контакты либо
перейдите, предварительно пройдя регистрацию, перейдите на страницу канала.
