Физики обнаружили необычное поведение плазмы у сжатого цезия

0

Ученые Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН обнаружили при экстремальных показателях давления и температуры признаки ранее не описанного перехода плазмы цезия из одного физического состояния в другое с кардинально разной электропроводностью. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки.

«Исследование посвящено поведению вещества при температурах от 500 до 20 тыс. градусов кельвина и давлениях примерно от 1 гектопаскаля до нескольких терапаскалей. В таких условиях атомы сильно сближаются, вещество многократно ионизируется, и привычное разделение на твердое, жидкое и газообразное состояния перестает быть достаточным для описания его свойств. Речь также идет не о переходе обычного вещества в плазму, а о переходе между двумя различными фазами уже существующей плотной плазмы», - говорится в сообщении.

Ученые обнаружили неожиданный физический эффект, используя метод квантовой молекулярной динамики. Оказалось, что в цезии при сжатии могут существовать два различающихся промежуточных состояния системы атомов с почти одинаковым давлением, но кардинально разной электропроводностью. Переход происходит внутри области многократной ионизации, то есть между двумя разными состояниями плазмы.

«Результаты исследования расширяют традиционные представления о поведении вещества в условиях, когда давление и температура становятся экстремальными. В таких условиях вещество представляет собой плотную многократно ионизованную плазму, которую сложно как воспроизвести в лаборатории, так и описать теоретически», - заявил аспирант ОИВТ РАН Алексей Филаткин, чьи слова приводятся в сообщении.

Ключевым результатом работы стало указание на то, что данный переход является самостоятельным и не связан с известными процессами плавления или испарения. Ученым удалось оценить положение двух так называемых критических точек - параметров, за пределами которых сосуществование двух фаз становится невозможным. Авторы статьи отмечают, что ранее в системе из атомов одного химического элемента не наблюдалось двух критических точек у линии фазового равновесия, пишет ТАСС.

Ученые отмечают, что полученные результаты важны для физики высоких плотностей энергии, в том числе для интерпретации процессов, возникающих при воздействии мощных лазеров и при пролете быстрых тяжелых ионов через вещество. По словам Филаткина, понимание природы этого фазового перехода поможет в том числе описывать и предсказывать неизвестные ранее аномалии в поведении материалов в самых суровых условиях Вселенной.

Прокомментировать