Фізики вперше створили рідкий вуглець: це відкриває шлях до безмежної енергії
Учені вперше створили рідкий вуглець за допомогою потужного лазера і вперше вивчили в лабораторії його структуру. Раніше вважалося, що це неможливо. Це досягнення є важливою віхою на шляху до отримання термоядерної енергії, адже рідкий вуглець розглядається як найважливіший компонент майбутніх термоядерних реакторів.
Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише Interesting Engineering.
Рідкий вуглець відіграє важливу роль у таких технологіях, як термоядерні реактори, де відбувається термоядерний синтез для отримання практично безмежної енергії. Досі фізики мали туманне уявлення про те, що з себе представляє вуглець у рідкій фазі. Річ у тім, що в такому стані його практично неможливо вивчати в лабораторії. За нормального тиску вуглець не переходить у рідку фазу, а відразу стає газоподібним.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Вуглець стає рідким тільки за екстремально високого тиску і за температури приблизно 4500 градусів Цельсія, що є найвищою температурою плавлення будь-якого матеріалу. Таких умов дуже складно досягти в лабораторії.
Але вчені використали дуже потужний лазер, щоб уперше створити рідкий вуглець і вивчити його структуру. Дослідження підтвердило прогнози моделювання рідкого вуглецю. У цій фазі вуглець являє собою складну форму рідини, яка має абсолютно особливі структурні властивості.
Створення рідкого вуглецю включало складний процес. Фізики використовували потужний лазер для створення екстремальних умов, розплавляючи зразки твердого вуглецю. Одночасно за допомогою рентгенівських променів вдалося визначити розташування атомів усередині рідкого вуглецю. І все це вдалося зробити за мільярдні частки секунди, хоча експеримент втратили кілька разів, щоб провести точні вимірювання.
У результаті вчені об'єднали всі дані, щоб отримати повне уявлення про перехід вуглецю з твердої в рідку фазу. Раніше основною проблемою було проведення точних вимірювань протягом цих коротких миттєвостей, коли відбувається перехід вуглецю з однієї фази в іншу.
Цей науковий прорив має значні наслідки для майбутньої термоядерної енергетики. Рідкий вуглець з його винятково високою температурою плавлення та унікальними структурними властивостями вважається найважливішим компонентом майбутніх термоядерних реакторів.
Рідкий вуглець може слугувати як охолоджувальним компонентом для реакторів, так і сповільнювачем нейтронів, що є життєво важливою функцією для підтримки ланцюгових реакцій, необхідних для термоядерного синтезу.
Нагадуємо, що стабільний термоядерний синтез дасть змогу створювати практично безмежну енергію. Такий синтез відбувається в ядрах зірок, коли зливаються атоми водню і виділяється неймовірно величезна кількість енергії. Зоряний синтез можна повторити на землі і вчені активно працюють над тим, щоб термоядерні електростанції стали реальністю в найближчому майбутньому.
Фокус уже писав про те, що вчені знайшли в земній корі величезну кількість водневого газу, який може допомогти виробляти чисту енергію без викидів вуглекислого газу.
Також Фокус писав про те, що частинка світла, спіймана у двох місцях одночасно, зруйнувала теорію квантової фізики. Ідея про те, що існують безліч паралельних Всесвітів, походить із багатосвітової інтерпретації квантової механіки, але нова версія знаменитого експерименту зі світлом показує, що ця теорія, найімовірніше, невірна.