รังสีเดินทางผ่านพลาสมาหนาแน่นได้อย่างไร?

คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับของแข็ง ของเหลว และก๊าซในฐานะสสารสามสถานะ อย่างไรก็ตาม สถานะที่สี่ของสสารที่เรียกว่า พลาสมา เป็นรูปแบบสสารที่มีมากที่สุดในจักรวาล ซึ่งพบได้ทั่วระบบสุริยะของเราในดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ เนื่องจากพลาสมาหนาแน่น ซึ่งเป็นซุปร้อนๆ ของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนและไอออนที่เคลื่อนที่อย่างอิสระ มักก่อตัวขึ้นภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิที่สูงมากเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานเพื่อทำความเข้าใจพื้นฐานของสถานะของสสารนี้ การทำความเข้าใจว่าอะตอมมีปฏิกิริยาอย่างไรภายใต้สภาวะความกดดันสูง เดินทาง ซึ่งเป็นสาขาที่เรียกว่าฟิสิกส์ความหนาแน่นพลังงานสูง (HEDP) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับสาขาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และพลังงานฟิวชันคำถามสำคัญข้อหนึ่งในด้านของ HEDP คือพลาสมาปล่อยหรือดูดซับรังสีอย่างไร แบบจำลองปัจจุบันที่แสดงถึงการขนส่งรังสีในพลาสมาที่หนาแน่นนั้นมีพื้นฐานมาจากทฤษฎีมากกว่าหลักฐานจากการทดลอง ในบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Communicationsนักวิจัยจาก University of Rochester Laboratory for Laser Energetics (LLE) ใช้เลเซอร์ OMEGA ของ LLE เพื่อศึกษาว่ารังสีเดินทางผ่านพลาสมาที่หนาแน่นได้อย่างไร งานวิจัยนี้นำโดย Suxing Hu นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงและหัวหน้ากลุ่มของ High-Energy-Density Physics Theory Group ที่ LLE และรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกล และ Philip Nilson นักวิทยาศาสตร์อาวุโสในกลุ่ม Laser-Plasma Interaction ของ LLE ให้ข้อมูลการทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับพฤติกรรมของอะตอมในสภาวะที่รุนแรง ข้อมูลดังกล่าวจะถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงแบบจำลองพลาสมา ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้ดีขึ้น และอาจช่วยในการทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่มีการควบคุมในฐานะแหล่งพลังงานทางเลือก "การทดลองโดยใช้การระเบิดด้วยแสงเลเซอร์บน OMEGA ได้สร้างสสารที่รุนแรงขึ้นที่ความดันหลายพันล้านเท่าของความดันบรรยากาศที่พื้นผิวโลก เพื่อให้เราสำรวจว่าอะตอมและโมเลกุลมีพฤติกรรมอย่างไรในสภาวะที่รุนแรงเช่นนี้" Hu กล่าว "เงื่อนไขเหล่านี้สอดคล้องกับเงื่อนไขภายในเปลือกที่เรียกว่าดาวแคระขาว เช่นเดียวกับเป้าหมายฟิวชั่นเฉื่อย"