Το λέιζερ του Star Trek στην καρδιά του Κρόνου

Ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μικρό διαμάντι για να αναπαραγάγουν τις πιέσεις στο εσωτερικό του πλανήτη

Οι 192 δέσμες της εγκατάστασης στοχεύουν στο κέντρο μιας αλουμινένιας σφαίρας διαμέτρου δέκα μέτρων

Καλιφόρνια 

Το διαμάντι είναι πιο σκληρό και ασυμπίεστο υλικό που γνωρίζουμε, δεν αντέχει όμως την ενέργεια του ισχυρότερου λέιζερ του κόσμου, το οποίο μάλιστα εμφανίστηκε πέρυσι στην ταινία «Star Trek Into Darkness».

Ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου «Λόρενς Λίβερμορ» στις ΗΠΑ στόχευσαν το λέιζερ σε ένα μικρό διαμάντι για να αναπαράγουν τις ακραίες πιέσεις που επικρατούν στο κέντρο του Κρόνου, περίπου 5 terapascal ή 50 εκατομμύρια ατμόσφαιρες.

Ο λόγος για την «Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης», ή NIF, μια συστοιχία από 192 δέσμες λέιζερ οι οποίες στοχεύουν στο κέντρο μιας σφαίρας από αλουμίνιο διαμέτρου 10 μέτρων -της σφαίρας που εμφανιζόταν ως ο «πυρήνας» του κινητήρα στο Enterprise.

Ο μικροσκοπικός στόχος που βρίσκεται στο κέντρο της σφαίρας δέχεται ισχύ έως 500 τρισεκατομμύρια Watt, 1.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι καταναλώνουν ολόκληρες οι ΗΠΑ ανά πάσα στιγμή.

Το NIF κατασκευάστηκε για πειράματα πυρηνικής σύντηξης, όμως, παρά την πρόοδο που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια, δεν έχει ακόμα καταφέρει να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι καταναλώνει.

Υπάρχουν όμως κι άλλες χρήσεις για το ισχυρότερο λέιζερ του κόσμου: η αναδημιουργία των συνθηκών που υπολογίζεται ότι επικρατούν στους πυρήνες γιγάντιων, αέριων πλανητών όπως ο Δίας, ο Κρόνος και ο Ποσειδώνας. Οι μετρήσεις στο NIF θα μπορούσαν να δώσουν στοιχεία για τη συμπεριφορά της ύλης σε ακραίες συνθήκες.

Προηγούμενες μελέτες, εξάλλου, έχουν δείξει ότι ο Ποσειδώνας και ο Δίας ίσως κρύβουν διαμαντένιους πυρήνες, οι οποίοι σχηματίστηκαν από την κρυστάλλωση του άνθρακα σε συνθήκες ακραίες πίεσης και θερμοκρασίας.

Ακόμα και έξω από το Ηλιακό Σύστημα, εξάλλου, υπάρχουν ενδείξεις για διαμαντένιους πλανήτες και διαμαντένιους πυρήνες νεκρών άστρων.

Στοχεύοντας στην καρδιά του διαμαντιού

Στο NIF, οι ερευνητές στόχευσαν 176 δέσμες λέιζερ σε ένα διαμάντι πλάτους λίγων χιλιοστών, το οποίο δέχθηκε ενέργεια 0,76 megajoule. 

Για μια στιγμή, τα κύματα πίεσης που σάρωσαν τον κρύσταλλο δημιούργησαν πίεση 50 terapascal, περίπου 14 φορές υψηλότερη από την πίεση στο κέντρο της Γης.

«Το διαμάντι, το πιο ασυμπίεστο υλικό που γνωρίζουμε, συμπιέστηκε σε πρωτοφανή πυκνότητα, μεγαλύτερη από την πυκνότητα του μολύβδου» αναφέρει η ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «Nature».

Στη διάρκεια του πειράματος δεν καταγράφηκαν οι αλλαγές φάσεις από τις οποίες αναμένεται να περνά ο κρυσταλλικός άνθρακας καθώς η πίεση γιγαντώνεται.

Οι ερευνητές κατέγραψαν όμως τις τάσεις, την πυκνότητα και τα κύματα πίεσης στο διαμάντι, μετρήσεις που μπορούν τώρα να συγκριθούν με τα μοντέλα των πλανητολόγων για τη διαδικασία σχηματισμού των πλανητών.

Πάντως οι πιέσεις που μετρήθηκαν στο πείραμα ωχριούν σε σχέση με τις πιέσεις που επικρατούν στους πυρήνες των άστρων, της τάξης των μερικών petapascal.

Newsroom ΔΟΛ

ΠΗΓΗ: tovima.gr