LIVERMORE / KALIFORNIEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher haben mit dem weltweit leistungsstärksten Laser, der National Ignition Facility, Bedingungen geschaffen, die denen im Inneren von Sternen und Riesenplaneten ähneln. Diese Experimente könnten neue Einblicke in die Materie unter extremen Bedingungen bieten und haben auch Auswirkungen auf die Trägheitsfusionstechnologie.
In einem bemerkenswerten Experiment haben Wissenschaftler der National Ignition Facility (NIF) in Kalifornien Bedingungen geschaffen, die denen im Inneren von Sternen und Riesenplaneten ähneln. Mit Hilfe von 184 Laserstrahlen wurde das Innere eines Goldzylinders beschossen, um eine winzige Berylliumkugel auf Temperaturen von zwei Millionen Grad Celsius und Drücke von bis zu drei Milliarden Atmosphären zu erhitzen. Diese extremen Bedingungen führten zu einem Zustand der Materie, der sonst nur in Zwergsternen zu finden ist.
Die Forscher untersuchten die Berylliumprobe, die auf das 30-fache ihrer ursprünglichen Festkörperdichte komprimiert wurde, durch Streuung intensiver Röntgenstrahlung. Dabei stellten sie fest, dass mindestens drei von vier Elektronen in leitende Zustände übergingen. Eine unerwartet schwache elastische Streuung der Röntgenstrahlung deutete auf eine geringere Bindung des verbleibenden Elektrons an den Atomkern hin, was neue Erkenntnisse über die Ionisation unter extremen Drücken liefert.
Diese Forschung hat nicht nur astrophysikalische Relevanz, sondern auch erhebliche Auswirkungen auf die Trägheitsfusionsexperimente an der NIF. Die Optimierung von Hochleistungsfusionsexperimenten könnte eine nahezu unerschöpfliche, kohlenstofffreie Energiequelle durch lasergetriebene Kernfusion ermöglichen. Die Ergebnisse dieser Experimente könnten auch die Entwicklung von Technologien zur Energiegewinnung revolutionieren.
In Deutschland planen Wissenschaftler der Universität Rostock und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf, ähnliche Experimente an der Helmholtz International Beamline for Extreme Fields (HIBEF) am European XFEL durchzuführen. Diese Anlage könnte es ermöglichen, eine größere Anzahl von Experimenten durchzuführen, was zu weiteren Durchbrüchen in der Erforschung von Materie unter extremen Bedingungen führen könnte.
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