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オープンエア条件での安定したプラズマのリング

22.11.2017

多くの SF 映画では、プラズマ兵器の閃光、つまりイオン化された高温プラズマのバーストを発射する兵器がしばしば取り上げられます。しかし、物質の最も神秘的な状態の XNUMX つであるプラズマは、ネオンサイン、プラズマテレビパネル、および多数の科学設備の内部で、短時間の落雷時にのみ地球上に存在します。そしてごく最近、カリフォルニア工科大学の科学者グループが、屋外で安定したプラズマのリングを取得することに成功しました。さらに、これは、最も薄い高圧水ジェットと特殊な結晶材料のプレートの助けを借りて、非常に簡単に行われました。

プラズマは通常、物質を高温に加熱して原子から電子を引き離し、物質をイオンと自由電子の「スープ」に変えることによって生成されます。このようなプラズマは高温プラズマと呼ばれ、科学者が熱核反応炉のチャンバーで取得して安定させようとしているのはまさにこのプラズマです。電場の影響下でガスをイオン化することによって得られるコールドプラズマもあります。ネオンサインのチューブに見られるのはこのプラズマであり、宇宙イオンエンジンはその作成により機能します。

カリフォルニアの科学者が戸外で取得することに成功したプラズマは、新しい第 10 のタイプに属します。水分子の原子への分裂と原子のイオン化は、ウォータージェットの動きの高い運動エネルギーと、分子とプレートの結晶格子の原子との相互作用により実行されます。大気中にプラズマバンチを生成する他の試みは XNUMX ミリ秒以下しか存在しませんでしたが、「水」プラズマリングは、エネルギー源である水のジェットが水晶板に衝突するまで、任意の長い時間存在できます。

プレートに当たる水流の直径は 85 ミクロンです。 9 psi (約 630 気圧) の圧力により、水流は毎秒 305 メートルの速度に加速されます。科学者たちは、それを人間の髪の毛と同じくらい太く、飛んでくる弾丸の速さで動く水の流れになぞらえています。

「私たちの同僚の何人かは、屋外で安定したプラズマを作り出すことは不可能だと主張しました」 - 研究者の一人であるフランシスコ・ペレイラ (フランシスコ・ペレイラ) は言います -これがあれば、真空や磁場などは必要ありません。」

プラズマを生成する新しい方法が実際にどのように使用できるかを言うのはまだ難しい. それにもかかわらず、科学者は、この方法がプラズマ物理学の分野の研究に非常に役立つと信じており、実際には、エネルギーの蓄積と貯蔵の分野でその使用が見られます。

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