Лазер стал инструментом для достижения давления в 800 млн атм

Фото из открытых источников

Недавнее исследование немецких физиков, опубликованное на портале Nature Communications, демонстрирует новый подход к созданию экстремальных давлений, необходимых для изучения веществ в глубоких слоях планет-гигантов и белых карликов. Ученые использовали короткоимпульсной лазер Джоулевского класса для сжатия тонкой проволоки до рекордных значений давления — порядка 800 млн атмосфер.

Традиционно для таких исследований применяются многокилоджульные лазеры и динамическое ударное сжатие, что требует тщательного проектирования мишеней и настройки лазеров. Эти методы, хотя и эффективны, имеют ограничения, связанные с низкой частотой повторения импульсов.

В новом эксперименте использовался однолучевой короткоимпульсный лазер, который создал сходящийся цилиндрический удар, сжимающий проволоку до условий, схожих с теми, что встречаются в планетах и звездах. Фазово-контрастная визуализация с использованием жесткого рентгеновского лазера на свободных электронах позволила наблюдать ударную волну с исключительной временной и пространственной точностью.

Результаты эксперимента показали, что сжатие достигает коэффициента 9 и давления более 800 Мбар. Моделирование абляционного удара и резистивного нагрева проволоки подтверждает точность данных. Этот метод открывает новые возможности для исследований в области астрофизики и создания высоких плотностей энергии с частотой повторения, что может существенно продвинуть наши знания о внутреннем строении планет и звезд.