Óriásbolygók magjának nyomását hozták létre

Elképzelhetetlenül nagy nyomást állítottak elő a világ legnagyobb lézerrendszerével.

Kovács József
2014. 07. 23. 19:55
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

Az Amerikai Egyesült Államok Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriuma (LLNL) munkatársainak először sikerült kísérleti úton olyan körülményeket előállítaniuk, melyek az elméletek szerint az óriásbolygók, például a Jupiter, az Uránusz, illetve az idegen naprendszerek behemót planétáinak mélyén uralkodnak. A kísérlet vezetője, Ray Smith szerint így képesek arra, hogy reprodukálják a bolygók magjában uralkodó viszonyokat, és pontosan mérjék az ezek hatására kialakuló anyagok tulajdonságait, nemcsak a planéták keletkezési körülményeiről, de a fejlődésükről is fontos információkhoz jutva. Jelen kutatás a szénre, a hidrogén, a hélium és az oxigén utáni negyedik leggyakoribb elemre koncentrált, amely alapvető szerepet játszik nemcsak a Naprendszer, de az idegen rendszerek több bolygótípusának esetében is.

A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium, a berkeley-i Kaliforniai Egyetem és a Princetoni Egyetem kutatóiból álló csoport a világ legnagyobb lézerrendszerét, az LNLL National Ignition Facility (NIF) berendezését használta a földi légköri értéket ötvenmilliószorosan meghaladó nyomás előállítására, ami összemérhető a Jupiter és a Szaturnusz magjában uralkodó értékkel. A 192 lézerből 176 darabot vetettek be az anyagot csak rövid időre összepréselő nyomáshullámot létrehozó impulzus gerjesztéséhez. Az alkalmazott gyémántminta kevesebb mint tízmilliárdod másodperc alatt elpárolgott. Bár a gyémánt a legkevésbé összenyomható anyag, a kísérletben sikerült az ólom adott környezeti körülmények közötti sűrűségénél nagyobb sűrűségűre préselni. Normál körülmények között az ólom sűrűsége a gyémánténak körülbelül háromszorosa.

Ilyen nagyságú nyomást egyébként már korábban is sikerült előállítani, de csak lökéshullámok segítségével, melyek mellékhatásként több százezer fokos hőmérsékletet is eredményeztek, ami egyáltalán nem jellemző a bolygóbelsők esetében. A technikai kihívást az jelentette, hogy az óriási nyomást úgy érjék el, hogy a hőmérséklet közben a bolygóbelsőkre jellemző jóval alacsonyabb értéken maradjon; ezt végül a lézerintenzitás időbeli változásának rendkívül finom hangolásával tudták megvalósítani.

A csoport egyik tagja, Rip Collins szerint az anyag atomi méretek mellett uralkodó nyomásviszonyok közötti viselkedésének tanulmányozása új távlatokat nyithat a nagy sűrűségek elméletében és a bolygófejlődési modellek területén is, ahol a korábbi adatokon és elgondolásokon alapuló extrapolációk már nem működnek. Bár a kísérletben szerzett új adatok és a kvantummechanika által tett előrejelzések között nagy vonalakban jó az egyezés, jelentős eltérésekre is fény derült, amelyek azt jelzik, hogy az ilyen extrém módon összepréselt gyémánt viselkedése tartogat még meglepetéseket, ezért a jövőben további NIF-kísérleteket végeznek ezen a területen.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2014. július 27-ei számában jelent meg.

Hasonló cikkeket olvashat a Csillagászat.hu oldalon.

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.