Международная группа ученых разработала и впервые использовала бесконтактный метод для прямого измерения электропроводности так называемой теплой плотной материи. Это состояние вещества, которое существует при экстремальных температурах и давлениях, характерных для недр звезд и планет.
Ранее измерение электропроводности в таких условиях было невозможно из-за того, что классические методы требуют физического контакта с образцом, а теплая плотная материя может быть гораздо горячее поверхности Солнца. В новом исследовании ученые использовали свет в качестве инструмента для измерений. В ходе эксперимента образец алюминия сначала быстро нагревали лазером до температуры 10 000 кельвинов, преобразуя его в теплую плотную материю. Затем на образец направляли терагерцевое излучение, которое вызывало в нем электрическое поле. Измеряя это поле, исследователи смогли определить электропроводность.
Во время измерений ученые зафиксировали два резких снижения электропроводности. Первое из них, как и ожидалось, произошло при переходе алюминия из твердого состояния в теплую плотную материю. Второй скачок стал неожиданностью. Чтобы выяснить его причину, команда прибегла к использованию инструмента для мегаэлектронвольтной сверхбыстрой электронной дифракции (MeV-UED) в лаборатории SLAC. Наблюдения показали, что этот второй скачок соответствует моменту, когда атомная структура теплой плотной материи переходит из упорядоченного состояния в неупорядоченное. «Это на сегодняшний день самый точный метод измерения электропроводности в теплой плотной материи», – отметили авторы исследования.
В будущем ученые планируют применить этот метод к другим материалам, включая медь и вольфрам, которые используются в капсулах для ядерного синтеза, а также к железу, чтобы глубже понять физику земного ядра.
Источник: rutab.net
распечатать статью