物理學家提出新的加熱機制:激光瞬間加熱材料溫度超過太陽
多年來,研究人員一直在研究用高能激光加熱材料,以求能最終產生聚變能量。最近,英國倫敦帝國理工學院的理論物理學家提出一種新的加熱機制,通過高能激光產生無對撞靜電沖擊波,能在20飛秒內把小塊固體材料加熱到千電子伏特(千萬度)級別,比太陽中心溫度還要高。相關成果發(fā)表在最近的《自然·通訊》雜志上。
研究人員稱,這是他們第一次提出這種方法,有望為研究熱核聚變能源開辟新途徑——科學家們一直在尋求如何模仿太陽產生清潔能源。 據物理學家組織網報道,新方法的加熱速度是目前美國加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室聚變實驗中的100倍。在大部分材料中,激光能量會首先加熱材料中的電子,再由電子去加熱組成物質的粒子——離子。研究小組的方法是利用激光誘導的靜電沖擊波直接加熱離子,因此比通過電子間接加熱更快。 通常,當高強度激光照射到材料上時,產生的靜電沖擊波會推動離子,使它們加速離開而無法被加熱。研究人員發(fā)現,如果材料中含有特殊的離子聯接,它們會通過沖擊波獲得不同的加速度,從而導致摩擦,反過來使它們迅速變熱。這種效果在含有兩種離子的固體(如塑料)中最強,只有一種離子時,就沒這種效果。此外,密度大也是加熱速度快的原因之一。沖擊波通過高密度材料時,離子被擠在一起,摩擦效果比低密度材料要大得多。 論文合著者、該校物理系博士馬克·夏洛克說:“兩種離子就像火柴頭和火柴盒,你兩個都需要。一根火柴自己是不會燒起來的。” 論文第一作者阿瑟·特瑞爾說,聚變研究中的問題之一就是如何在恰當時間、恰當地點從激光中獲得能量。而這一方法讓能量直接進入了離子。 |
最新評論
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中西醫(yī) 2015-11-19 13:42高能激光加熱材料
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daidai42323 2015-11-19 14:01社長,你也是光學專業(yè)的那?你每天分享信息,人太好。
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liufeng0911 2015-11-19 14:05激光加熱
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optics 2015-11-19 15:59xuexixuexi
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云欣雨欣 2015-11-19 17:19激光加工很厲害
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ly6605622 2015-11-19 18:11學習學習
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稷下樹 2015-11-19 18:19好牛的趕腳
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hit遠方 2015-11-19 20:19新型武器
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譚健 2015-11-19 21:08學習學習