Yıldızlarda ve nükleer patlamalarda meydana gelenlere benzer lazerle üretilen egzotik yüksek enerji yoğunluklu (HED) plazmaları, evren genelindeki olaylara dönük yeni tespitler sunabilir. ABD Enerji Bakanlığının Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarında (PPPL) çalışan fizikçiler, dünyada şimdiye kadar üretilen en olağanüstü madde hallerinden olan bu plazmaların ölçülmesi ile anlaşılmasında yeni bir yöntem keşfetmişler. Söz konusu plazmaların daha iyi anlaşılması, eylemsizlik sınırlamalı füzyon deneylerindeki yüksek yoğunluklu plazmalara ince ayar yapılmasından evren genelinde meydana gelen süreçlerin daha iyi anlaşılmasına kadar çeşitli faydalar sağlayabilir.
HED plazmaları, PPPL’deki ABD Ulusal Küresel Geliştirilmiş Torus Deneyi (NSTX-U) gibi lokma biçimli manyetik füzyon tesisleri tokamaklardaki füzyon tepkimelerine enerji veren plazmalardan bir milyar kat daha yoğun. İki hafta önce Physical Review Letters bülteninde yayımlanan ve söz konusu ölçüm tekniklerinin tarif edildiği makalenin baş yazarı ile PPPL’de fizikçi olan Brian Kraus, “HED plazmalarında her şey çok farklı işliyor” diyor. “Fiziğin bu çok yüksek yoğunluklarda nasıl işlediğini daha iyi anlamamız gerekiyor. Fakat şimdiye kadar ölçümlerin berraklaştırılması zor olmuştu.”
Görünür evrenin yüzde 99’unu oluşturan plazma, serbest şekilde yüzen elektronlar ve atom çekirdeklerinden ya da iyonlardan meydana geliyor. Tokamak plazmalarının gazlı halinin farklı şekilde, neredeyse katı olacak kadar yoğun olan HED plazmaları, fizikçilerin keşfetmek istediği koşullar meydana getiriyor.
Colorado Eyalet Üniversitesinde Gelişmiş Lazer ve Olağanüstü Fotonik Laboratuvarında titanyum folyolarından oluşan ince şeritlere ultra yüksek yoğunlukta lazer gönderen Kraus, bu sayede HED plazması oluşturmuş. Kendisi ve meslektaşları daha sonra son teknoloji bilgisayar kodları kullanarak, plazmadan yakalanan bir X-ışını tanısı olan ve saniyenin trilyonda biri kadar süre sonra yok olan yüksek çözünürlüklü tayf verilerini analiz etmiş.
Kraus, HED plazmalarının X-ışını çizgilerini genişletip onları daha düşük enerjilere kaydırarak değiştirdiğini söylüyor. “Bu etkiler hep birlikte, hem plazma yoğunluğunu hem de iyon sıcaklığını ölçmemizi sağlıyor. Bunlar daha önce yapılmamıştı. Söz konusu ölçümlerin elde edilmesi, böylesine yoğun plazmalarda başka türlü çok zor.”
Yazar: John Greenwald/ABD Enerji Bakanlığı – Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
