Вчені навчилися створювати кільця стабільної плазми в умовах відкритого повітря [Відео]

У численних науково-фантастичних фільмах досить часто миготять кадри з використанням плазмової зброї, зброї, що стріляє згустками іонізованої високотемпературної плазми.

Однак плазма, що є одним з найбільш таємничих станів матерії, існує на Землі тільки під час короткочасних розрядів блискавок, всередині неонових вивісок, плазмових телевізійних панелей і численних наукових установоках. І лише недавно групі вчених з Каліфорнійського технологічного інституту вдалося отримати кільця стабільної плазми на відкритому повітрі. Більш того, це було зроблено досить просто, за допомогою найтоншого струменя води під високим тиском і пластини зі спеціального кристалічного матеріалу.

Зазвичай плазма створюється шляхом нагрівання матерії до такої високої температури, що електрони відриваються від атомів, а матерія перетворюється в “суп” з іонів і вільних електронів. Така плазма називається високотемпературної плазмою і саме її вчені намагаються отримати і стабілізувати в камерах термоядерних реакторів. Також існує і холодна плазма, яка виходить шляхом іонізації газу під впливом електричного поля. Саме така плазма знаходиться в трубках неонових вивісок і за рахунок її створення працюють космічні іонні двигуни.
Плазма, яку вдалося отримати на відкритому повітрі вченим з Каліфорнії, відноситься до нового третього типу. Розщеплення молекул води на атоми і іонізація атомів проводиться за рахунок високої кінетичної енергії руху струменя води і взаємодії молекул з атомами кристалічної решітки пластини. На відміну від інших спроб створення плазмових згустків в атмосфері, які існували не більше 10 мілісекунд, “водяні” плазмові кільця можуть існувати як завгодно довго до тих пір, поки в кристалічну пластину буде бити струмінь води, що є джерелом енергії.

Струмінь води, яка б’є в пластину, має діаметр 85 мікронів. Тиск в 9 тисяч psi (близько 630 атмосфер) розганяє струмінь води до швидкості 305 метрів в секунду. Вчені порівнюють це з струменем води, товщиною з людську волосину, що рухається зі швидкістю кулі, що летить.

“Деякі з наших колег стверджували, що створення стабільної плазми на відкритому повітрі є неможливим” – розповідає Франсіско Перейра (Francisco Pereira), один з дослідників, – “Але нам вдалося створити кільце стабільної плазми і підтримувати його стільки, скільки нам це необхідно. При цьому, ми не потребуємо ні вакууму, ні магнітного поля або ще чого-небудь іншого “.

Поки що важко сказати, як може бути використаний на практиці новий метод створення плазми. Проте, вважають вчені, цей метод може виявитися дуже корисним для проведення досліджень в області плазмової фізики, а на практиці його використання проглядається в області акумулювання і зберігання енергії.