🔥 Новое исследование, [опубликованное](https://www.nature.com/articles/s41467-025-56051-1) в журнале Nature Communications, впервые показало, как тепло перемещается (или, точнее, не перемещается) между материалами в состоянии высокоэнергетической плазмы.
Эта работа поможет лучше понять эксперименты с инерциальным удержанием плазмы, направленные на достижение управляемого термоядерного синтеза с использованием лазеров. Также изучение теплопередачи между горячей плазмой и поверхностью материалов важно для других технологий, включая создание микрочипов и разработку гиперзвуковых летательных аппаратов. 🚀
Высокоэнергетическая плазма образуется только при экстремальных давлении и температуре. Исследование подтвердило, что термическое сопротивление на границе раздела — явление, замедляющее теплопередачу в обычных условиях, — также блокирует поток тепла между разными материалами в сверхплотной и сверхгорячей плазме.
Эксперимент провели физик Томас Уайт из Университета Невады (Рино) и его бывший аспирант Кэмерон Аллен.
Как это работало?
Ученые изучали теплоперенос между металлом и пластиком, нагретыми до экстремальных температур. Для этого они использовали мощный лазер Omega-60 в Университете Рочестера (Нью-Йорк), который нагревал медную фольгу, генерируя рентгеновские лучи. Эти лучи равномерно нагревали вольфрамовую проволоку, расположенную рядом с пластиковым покрытием.
🌡️ В эксперименте проволока нагревалась до ~100 000 °C, а пластик оставался «холодным» — всего ~11 000 °C. С помощью серии лазерных импульсов с задержкой ученые проверили, перемещается ли тепло между материалами.
Результат удивил:
«Тепло не переходило между материалами. Оно «застревало» на границе, и нам пришлось долго разбираться, почему», — объяснил Уайт.
Причина — термическое сопротивление на границе
Электроны в горячем материале переносили тепловую энергию к границе, но рассеивались и возвращались обратно, не передавая энергию холодной среде.
Почему это важно?
«Понимание теплопередачи в экстремальных условиях, как в ядрах звезд, критически важно для технологий — от медицины до национальной безопасности», — отметил Джеремайя Уильямс, эксперт Национального научного фонда (NSF), финансировавшего исследование.
Исследование открывает новые горизонты в управлении энергией для термоядерного синтеза и не только! 🔬
Источник: [National Science Foundation](https://www.nsf.gov/).
—
🔍 Читайте также в разделе [Высокоэнергетическая физика](https://www.physicsforums.com/).