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Anneaux de plasma stable à l'air libre

22.11.2017

De nombreux films de science-fiction présentent souvent des éclairs d'armes à plasma, des armes qui tirent des rafales de plasma ionisé à haute température. Cependant, le plasma, l'un des états les plus mystérieux de la matière, n'existe sur Terre que lors de brefs coups de foudre, à l'intérieur des enseignes au néon, des panneaux de télévision à plasma et de nombreuses installations scientifiques. Et ce n'est que récemment qu'un groupe de scientifiques du California Institute of Technology a réussi à obtenir des anneaux de plasma stable à l'air libre. De plus, cela a été fait très simplement, à l'aide du jet d'eau à haute pression le plus fin et d'une plaque de matériau cristallin spécial.

Le plasma est généralement créé en chauffant la matière à une température si élevée que les électrons sont arrachés aux atomes et que la matière se transforme en une "soupe" d'ions et d'électrons libres. Un tel plasma est appelé plasma à haute température, et c'est précisément ce plasma que les scientifiques tentent d'obtenir et de stabiliser dans les chambres des réacteurs thermonucléaires. Il existe également un plasma froid, qui est obtenu en ionisant un gaz sous l'influence d'un champ électrique. C'est ce plasma que l'on retrouve dans les tubes des enseignes au néon, et les moteurs ioniques spatiaux fonctionnent grâce à sa création.

Le plasma que les scientifiques californiens ont réussi à obtenir à l'air libre appartient à un nouveau troisième type. La division des molécules d'eau en atomes et l'ionisation des atomes sont réalisées en raison de la haute énergie cinétique du mouvement du jet d'eau et de l'interaction des molécules avec les atomes du réseau cristallin de la plaque. Contrairement à d'autres tentatives de création de grappes de plasma dans l'atmosphère, qui n'existaient pas plus de 10 millisecondes, les anneaux de plasma "d'eau" peuvent exister pendant une durée arbitrairement longue tant qu'un jet d'eau, qui est une source d'énergie, frappe la plaque de cristal.

Le jet d'eau qui frappe la plaque a un diamètre de 85 microns. Une pression de 9 630 psi (environ 305 atmosphères) accélère un jet d'eau à une vitesse de XNUMX mètres par seconde. Les scientifiques le comparent à un jet d'eau aussi épais qu'un cheveu humain, se déplaçant à la vitesse d'une balle volante.

"Certains de nos collègues ont fait valoir qu'il était impossible de créer un plasma stable à l'air libre" - déclare Francisco Pereira (Francisco Pereira), l'un des chercheurs - "Mais nous avons réussi à créer un anneau de plasma stable et à le maintenir aussi longtemps que nous avons besoin. En cela, nous n'avons pas besoin d'un vide ou d'un champ magnétique ou de quoi que ce soit d'autre.

Il est encore difficile de dire comment la nouvelle méthode de création de plasma peut être utilisée dans la pratique. Néanmoins, les scientifiques pensent que cette méthode peut être très utile pour la recherche dans le domaine de la physique des plasmas, et en pratique son utilisation se voit dans le domaine de l'accumulation et du stockage d'énergie.

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