Штучне Сонце: безмежна енергія все ближче, новий метод вирішує ключові проблеми
Нова техніка візуалізації має вирішальне значення для експериментів з термоядерного синтезу.
Зростаючий попит на чисту і майже безмежну енергію змушує вчених шукати способи створити необхідні умови для її отримання. Тому фізики докладають серйозних зусиль для відтворення на Землі термоядерного синтезу, який відбувається на Сонці. Якщо все вдасться, то світ отримає величезну кількість сталої термоядерної енергії. Американські фізики створили нову техніку візуалізації, яка дає змогу точно визначати тривимірну структуру нанопени, що має вирішальне значення для експериментів із термоядерного синтезу. Результати дослідження опубліковані в журналі Nano Letters, пише Interesting Engineering.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Численні технічні проблеми, пов'язані з термоядерним синтезом, зберігаються, що уповільнює прогрес у досягненні створення на Землі штучного Сонця.
У центрі уваги нового дослідження перебувають експерименти з інерціальним керованим термоядерним синтезом. Такі експерименти спрямовані на відтворення умов, необхідних для створення термоядерного синтезу, шляхом стиснення паливної таблетки до надзвичайно високої щільності.
Для експериментів паливо повинно утримуватися в дуже точній конфігурації, і одним із перспективних матеріалів для досягнення цього є пориста піна відома як нанопін. Але зрозуміти, наскільки добре ця нанопіна працює в таких експериментах, складно, оскільки наявні методи або руйнують тонкі структури, або не забезпечують необхідної роздільної здатності для їх детального вивчення. Фізики вважають, що новий метод рентгенівської візуалізації вирішить ці проблеми.
Цей метод полягає у створенні зображень шляхом аналізу розсіяних фотонів. Завдяки тому вчені змогли побачити з високою деталізацією тривимірну наноструктуру мідної піни, що безпосередньо стосується експериментів з термоядерного синтезу. Новий метод візуалізації дає змогу реконструювати вихідний зразок із надзвичайно високою роздільною здатністю та ефективно створює детальне 3D-зображення внутрішньої структури піни. За словами вчених, у новому методі використовується когерентність і яскравість рентгенівського лазера на вільних електронах.
Отримані зображення показали, що мідна піна не така однорідна, як очікувалося. Багато тонких оболонок піни були деформовані і ці зміни могли вплинути на їхню продуктивність в експериментах з інерціального керованого термоядерного синтезу. Вчені вважають, що таку інформацію можна використовувати для оптимізації методів виготовлення піни та адаптації цих матеріалів для експериментів з термоядерного синтезу.
Нове відкриття може допомогти у створенні термоядерної енергії за допомогою злиття легких ядер атомів, які перетворюються в одне важче ядро. У процесі виділяється енергія, оскільки загальна маса отриманого ядра менша за масу двох вихідних ядер. Маса, що залишилася, стає енергією.
Вважається, термоядерна енергія є чистотою та майже безмежною і якщо її отримати, то можна відмовитися від викопного палива та від інших джерел енергії.
Як уже писав Фокус, знайдено рішення найбільшої загадки Всесвіту. Постійна проблема зі швидкістю розширення Всесвіту тепер не вимагає переосмислення всіх відомих знань про фізику, вважають вчені.
Також Фокус писав про те, що астрофізики з'ясували, коли саме утворилися найбільші чорні діри у Всесвіті. Чорні діри являють собою унікальні астрономічні об'єкти з такою сильною гравітацією, що ніщо, навіть світло, не може їх покинути.