范文健康探索娱乐情感热点
投稿投诉
热点动态
科技财经
情感日志
励志美文
娱乐时尚
游戏搞笑
探索旅游
历史星座
健康养生
美丽育儿
范文作文
教案论文
国学影视

科学家将液态金属转化为等离子体!

  大多数门外汉都熟悉物质的三种状态,即固态、液态和气态(加上等离子态也不止四态哦)。但是还有其它形式的存在,例如等离子体(即等离子态)是宇宙中最丰富的物质形式,存在于我们太阳系的太阳和其他行星上。
  (此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端查看)
  科学家们仍在努力理解这种物质状态的基本原理。事实证明,这种状态的重要性越来越大,不仅在解释宇宙如何运行方面,而且在利用物质来产生替代能源方面。
  博科园-科学科普:罗切斯特大学激光能量学实验室(LLE)研究人员首次发现了一种将液态金属转变为等离子体的方法。并观察了在高密度条件下液体转变为等离子体状态的温度,他们发表在《物理评论快报》上的观察结果,对更好地理解恒星和行星有意义,并可能有助于实现受控核聚变——这是一种很有前景的替代能源,科学家们几十年来一直未能实现这一目标!(本文末有等离子球动图欣赏哦♪(^∇^*))什么是等离子体(等离子态)?
  等离子体是由自由运动电子和离子(失去电子的原子)组成的热汤,它们很容易导电。尽管等离子体在地球上并不常见(生活中使用的明火也是等离子态,虽然不是完全是),但它们构成了可观测宇宙的大部分物质,比如太阳表面。科学家们能够在地球上产生人造等离子体,通常是通过将气体加热到数千华氏度,从而剥离原子的电子。在更小的范围内,这与等离子电视和霓虹灯"发光"过程是相同的:电激发霓虹灯气体的原子,使霓虹灯进入等离子状态并发射光子。
  从液体到等离子体
  然而正如LLE研究助理Mohamed Zaghoo和同事所观察到的,还有另一种制造等离子体的方法:在高密度的条件下,将液态金属加热到很高的温度也会产生高密度等离子体,向后者的转变以前从未被科学地观察到,而这正是我们所做的。这种观察的一个独特之处是,高密度液态金属具有量子特性;然而,如果允许它们在高密度下过渡到等离子态,它们就会表现出经典的性质。20世纪20年代,量子力学的两位奠基人恩里科·费米(Enrico Fermi)和保罗·狄拉克(Paul Dirac)引入了统计公式:
  在太阳表面可以看到爆发的等离子体环,等离子体是宇宙中最丰富的物质形式,罗切斯特大学科学家们正在寻找观察和创造等离子体的新方法。图片:NASA/SDO
  描述了由电子、中子和质子组成的物质行为(构成地球物体的正常物质)。费米和狄拉克假设,在特定的条件下(极高的密度或极低的温度)电子或质子必须具有某些经典物理学无法描述的量子特性。然而,等离子体并不遵循这种模式。为了观察液态金属与等离子体的交叉,LLE研究人员从液态金属氘开始,氘显示了液体的经典性质。为了增加氘的密度,研究人员把它冷却到21开尔文(-422华氏度)。
  然后,研究人员使用LLE的OMEGA激光器在超低温液体氘中引发了强烈的冲击波。冲击波把氘压缩到比大气压大500万倍,同时也把它的温度提高到接近18万华氏度。样品一开始是完全透明的,但随着压力的增加,它变成了一种有光泽的金属,具有很高的光学反射率。通过监测样品的反射率和温度关系,能够精确地观察到这种简单光亮的液态金属转变成致密等离子体的条件。理解极端情况下的事物
  研究人员观察到,这种液态金属最初表现出电子的量子特性,这在极端温度和密度下是可以预料到的。然而在大约90000华氏度的时候,金属氘的反射率开始上升,如果系统中的电子不再是量子而是经典的,那么反射率就会上升,这意味着这种金属已经变成了等离子体。也就是说,LLE研究人员从一种简单的液体开始。把密度增加到极端条件,使液体进入一种显示量子特性的状态。LLE资深科学家、该研究的合著者苏兴·胡(音译)说:温度升高甚至使它进一步变成等离子体,此时它表现出经典特性,但仍处于高密度条件下。
  LLE科学家们在高密度条件下将液态金属转化为等离子体,把密度增加到极端条件,使液体进入一种显示量子特性的状态。上图显示了高密度液态金属中电子的量子分布,其中只有两个电子可以共享相同的状态。然而当温度上升到0.4时。费米温度(大约90000华氏度),电子以一种随机的方式重新排列,就像一锅热等离子体,电子失去了它们的量子本质,表现出经典的行为(上图)。图片:Laboratory for Laser Energetics / Heather Palmer
  值得注意的是,量子与经典交叉发生的条件与大多数人基于等离子体教科书的预期不同。此外,这种行为可能适用于所有其他金属。解液体和等离子体的这些基本原理,使研究人员能够开发新模型来描述高密度材料如何传导电和热,并有助于解释太阳系两极的物质,以及帮助获得聚变能。这项工作不仅仅是实验室的好奇,等离子体组成了像褐矮星这样的天体物理实体巨大内部结构,也代表了实现热核融合所需的物质状态。这些模型对于我们理解如何更好地设计实验来实现核聚变至关重要!
  博科园-科学科普|研究/来自: 罗彻斯特大学/Lindsey Valich
  参考期刊文献:《物理评论快报》
  DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.085001
  博科园-传递宇宙科学之美

科学家用锗生产最灵活自适应晶体管科技日报北京12月23日电(实习记者张佳欣)锗的特殊性质和专用编程栅电极的使用,使人们有可能为一种开创芯片技术新纪元的新元件制造出原型。据近日发表在美国化学学会纳米杂志上的研究,奥众里寻它千百度系外行星探测方法简介近年来系外行星探测研究成果颇丰,在终结地球孤独时代系列文章中李海宁老师已为大家介绍了三种系外行星探测的主要方法。1995年,瑞士天文学家梅耶(MichelMayor)等人利用视向速詹姆斯韦伯太空望远镜因恶劣天气推迟发射中新社旧金山12月21日电美国国家航空航天局(NASA)当地时间21日称,受法属圭亚那库鲁航天中心所在区域的恶劣天气影响,詹姆斯韦伯太空望远镜的发射日期将从12月24日推迟至最早1旅行者1号从64亿公里外发回的图片,预示人类永远无法离开太阳系旅行者1号是美国宇航局在1977年9月5日发射的一个空间探测器。到现在为止,它已经以17公里秒的速度,在外太空飞行了44年,与地球的距离达到了230亿公里。在1990年的时候,旅行潜心科研矢志报国人民日报(2021年12月23日第06版)数据来源科技部等开栏的话我国首辆火星车祝融号在火星表面留下中国印记神舟十三号乘组航天员在空间站进行太空授课科学家利用二氧化碳和电解产生的氢染绿火星!中国科学家已进入试验阶段橘红色星球上的荒凉大地给了刘永定一个梦用藻改造火星,让它变成绿色,适宜人类生存。武汉科学家中国藻类学会理事长刘永定坚信,早期的地球之所以变成今天的绿色星球,藻起了至关重要的作用,反科学家发现光合藻类如何在黑暗中生存和生长6600多万年前,一次小行星撞击导致了地球上几乎四分之三的生命灭绝。剩下的少量生命不得不挣扎,对其顽强性的研究可以为生物体如何在环境挑战中生存提供关键的见解。在一项新研究中,比格洛人类肌细胞被发射到太空以探索衰老的秘密为研究人类如何能够健康长寿,科研人员启动了一项名为MicroAge的科研项目,并于周二将人类肌细胞通过SpaceX公司的猎鹰9号火箭,从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射到国际空间站。低能宇宙相变参数空间研究获进展宇宙温度从远大于1012开尔文的高温冷却到如今接近绝对零度,经历了138亿年的历史。早期宇宙是混沌的夸克胶子等离子体,经历了基于粒子物理模型的数次标志性相变后,当前宇宙相对稳定的结中国近海鱼类物种或出现南减北增本报讯近日,自然资源部第三海洋研究所海洋保护生态学团队在全球气候变化对近海鱼类分布和多样性影响研究方面取得新进展。该团队与中国科学院空天信息创新研究院等单位合作,预测了气候变化情景40亿年前生命是如何产生的?南大学者在非天然核酸研究上获重要进展,探索生命的初始密码40亿年前生命是如何产生的?苏糖核酸(threosenucleicacid,TNA)可能是解开生命初始密码的重要核酸之一。记者从南京大学获悉,南大现代工程与应用科学学院化学和生物医
为什么说是河南卫视杀疯了呢刚过端午假期,河南卫视就登上热搜榜首。话题阅读量突破10亿。轰动全网的河南卫视,给资本的炒作打了一巴掌。因为完全被征服了。原来,河南卫视端午晚会端午奇游火了。最令人惊叹的表演之一是女子全身赤裸大闹餐厅,被电晕后带走,有现场视频曝光就在最近,在美国的一家餐馆里,一名中年妇女赤身裸体遭到破坏,扔桌子砸烂长凳乱扔餐具,殴打服务员和顾客。随后有人报了警,民警赶到将女子拦下,却被女子拿着酒瓶扔了出去。不过,美国警察也龚玥菲新片锦鼠御猫,你看了吗,觉得怎么样呢?每周,网络大电影佳片不断先是奇花记上演中式奇幻片,获得满堂喝彩。紧接着,鬼吹灯黄皮子坟大电影追上,个性化改造,再一次紧靠中国传统奇幻片元素,也是热门热度双丰收,成为近期讨论的热门话1985年春晚后,马三立再也没上春晚,到底是为什么?马三立是我国著名的相声大师。他的相声有着非常独特的马风,至今影响广泛。然而,这样既有美德又有艺术的老艺人,很少出现在最著名的央视春晚中。他一生只出现在1985年的春晚。都被马三立拒中国新增37个大学专业,三分之一是人工智能信息技术专家表示,中国高校根据就业市场和发展需要,新增37个本科专业,其中三分之一与电子信息和人工智能(AI)相关。随着参与高考的31个省级地区全部公布分数线并公布本科录取标准,新生们也到一百多年前美国人拍的翼龙照片,毫无PS痕迹,它从何而来?有史以来,人们总会对自己无法弄清和掌控的东西本能地感到畏惧。所以,那些传闻中隐秘的珍禽异兽,总是形状怪异习性凶猛,令人避之不及。如今随着网络信息技术的发展,天下没有了不透风的墙,那来自大海的哭泣声,揭秘渤海二号石油钻井平台沉没的悲惨真相前言严格来说,地球上的生命都是从海洋中诞生的,但是我们在漫长的进化过程中已经脱离了海洋生活,也没有在水中存活的能力。面对着占有全球面积七成的海洋,我们不得不想办法在海上进行移动,因老虎的繁殖与交配铁汉并没有柔情,冷门的知识又增加了前言现在家里养宠物的人越来越多,其中猫咪和狗狗是养得最多的两种宠物,宠物对人类的陪伴往往能让人们感到慰藉。但是宠物也不会永远都做一个陪伴主人的小天使,也经常会给主人闯祸。比如养狗人明星凭什么拥有粉丝,不过是一个职业罢了,不要粉任何的明星本人觉得,明星一定要有粉丝吗,凭什么呢,演员明星只是一个职业罢了,中国有这么多的职业,为啥明星才有这么多的粉丝呢。马路上的环卫工凌晨四五点打扫卫生不值得敬仰吗?戍边的军人不值得敬仰东京残奥田径第四比赛日综述中国选手章莹参加男子1500米T54轮椅竞速预赛自1960年首次亮相残奥赛场以来,田径运动已经稳步发展成为残奥会参赛运动员人数最多受关注度最大的项目之一。从8月27日拉开帷幕的东京东京残奥田径第三比赛日综述,姚娟夺女子铁饼F64级冠军姚娟夺女子铁饼F64级冠军自1960年首次亮相残奥赛场以来,田径运动已经稳步发展成为残奥会参赛运动员人数最多受关注度最大的项目之一。从8月27日拉开帷幕的东京残奥会田径赛事一直将持