Ogromne ciśnienie skompresowało diament. Potężny laser "udawał" wnętrze Jowisza

Wzmacniacze National Ignition Facility, lasera, który pomógł odtworzyć warunki panujące w planetarnych wnętrzachlasers.llnl.gov / Lawrence Livermore National Laboratory

Za pomocą największego i najpotężniejszego lasera na świecie naukowcy po raz pierwszy eksperymentalnie odtworzyli warunki istniejące w głębi planet gigantów. Wytworzona przez nich fala ciśnienia skompresowała diament tak, że odparował w niewyobrażalnie małym ułamku sekundy i znacznie zmienił swoją gęstość. Ten eksperyment pozwolił zrewidować teoretyczne prognozy, według których dotąd opisywano planetarne wnętrza.

Naukowcy z połączonych zespołów amerykańskiego Lawrence Livermore National Laboratory, oraz uniwersytetów Kalifornijskiego, Berkeley i Princeton użyli National Ignition Facility (NIF) - największego i najbardziej energetycznego urządzenia laserowego na świecie - ścisnęli próbki materiału, oddziałując na nie ciśnieniem 50 mln razy większe od ziemskiego ciśnienia atmosferycznego. Mniej więcej takie występują we wnętrzach Jowisza czy Saturna oraz wielu innych planet odkrytych poza Układem Słonecznym.

Jako obiekt eksperymentu wybrano diament, który jest postacią węgla. Badania skupiają się na tym pierwiastku, bo jest czwartym po wodorze, helu i tlenie najbardziej powszechnie występującym w kosmosie. Odgrywa istotną rolę w różnych typach planet, zarówno tych należących do Układu Słonecznego, jak i spoza niego. Wyniki doświadczenia opublikowano w lipcowym numerze czasopisma "Nature".

Ściśnięty diament gęstszy niż ołów

Spośród 192 laserów NIF zespół wykorzystał 176 i za pomocą generowanej przez nie energii wytworzył falę ciśnienia, która w krótkim czasie skompresowała próbkę. Poddany takiemu eksperymentowi diament odparował w mniej niż 10 miliardowych części sekundy. Chociaż jest najmniej ściśliwym znanym materiałem (ściśliwość to miara względnej zmiany objętości cieczy lub ciała stałego w odpowiedzi na zmianę ciśnienia), to w tym doświadczeniu udało się skompresować go do bezprecedensowej gęstości. Okazała się ona większa niż gęstość ołowiu w warunkach otoczenia, który jest od diamentu znacznie cięższy.

- Opracowane tu eksperymentalne techniki zapewniają nowe możliwości odtwarzania warunków ciśnienia i temperatury panujących głęboko we wnętrzach planet - powiedział Ray Smith, fizyk z Lawrence Livermore National Laboratory i główny autor publikacji.

Zgodność ciśnienia i temperatury

Takie wartości ciśnienia, jak te osiągnięte podczas eksperymentu, uzyskiwano już wcześniej, ale towarzyszyły im fale uderzeniowe wytwarzające wysokie temperatury - o wartościach setek tysięcy stopni - które nie pozwalały realistycznie odtworzyć warunków panujących we wnętrzach planet. Żeby tego dokonać, trzeba było rozwiązać problem, jak przy znacznym zwiększeniu ciśnienia utrzymać temperatury na poziomie odpowiadającym wartościom z planetarnych wnętrz.

Można to porównać do przemieszczania pługa - kiedy się chce za jego pomocą przesunąć piasek bez spiętrzania go, ruch musi być odpowiednio wolny. W przypadku eksperymentu z odtwarzaniem warunków panujących w głębi planet cel udało się osiągnąć dzięki ostrożnemu i precyzyjnemu dostrojeniu szybkości, z jaką zmienia się intensywność lasera w czasie.

Konfrontacja teorii z rzeczywistością

Dane uzyskane podczas tych badań to jedne z pierwszych rezultatów odnoszących się do prognoz pochodzących z czasów początków mechaniki kwantowej, czyli sprzed ponad 80 lat. Dotychczas te prognozy rutynowo stosowano do opisywania wnętrz planet i gwiazd. Między tą teorią a nowymi danymi istnieje duża zgodność, jednak odkryto też ważne różnice. To właśnie na nich mają się skupić dalsze badania doświadczenia z udziałem NIF.

Naukowcy mogą teraz dokonać dokładnych pomiarów właściwości odpowiadających za to, jak te planety ewoluują w czasie. Te informacje są niezbędne dla zrozumienia procesu tworzenia się tych masywnych obiektów. Tajemnicą do wyjaśnienia są też właściwości skompresowanego diamentu.

Autor: js/mj / Źródło: sciencedaily.com

Źródło zdjęcia głównego: lasers.llnl.gov / Lawrence Livermore National Laboratory

Pozostałe wiadomości

W czasie weekendu w wielu regionach kraju spodziewamy się deszczu i burz, które mogą być gwałtowne. Zmiana pogody czeka nas na początku przyszłego tygodnia.

Uwaga, w weekend pogoda będzie gwałtowna!

Uwaga, w weekend pogoda będzie gwałtowna!

Źródło:
tvnmeteo.pl

IMGW wydał ostrzeżenia pierwszego i drugiego stopnia przed upałem. Z prognoz wynika, że temperatura w cieniu może sięgnąć 31 stopni, na pełnym słońcu będzie znacznie wyższa. Synoptycy ostrzegają też przed burzami.

Ostrzeżenia drugiego stopnia w 13 województwach. Sprawdź, gdzie należy uważać

Ostrzeżenia drugiego stopnia w 13 województwach. Sprawdź, gdzie należy uważać

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Pogoda na jutro, czyli na sobotę. W nocy pojawią się miejscami przelotne opady deszczu. Dzień przyniesie deszcz oraz burze. Tylko mieszkańcom wschodnich regionów Polski dopisze pogodna aura.

Pogoda na jutro - sobota, 17.08. Nocą pokropi, w dzień aura będzie niespokojna

Pogoda na jutro - sobota, 17.08. Nocą pokropi, w dzień aura będzie niespokojna

Źródło:
tvnmeteo.pl

Na pokładzie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX w piątek na niską orbitę okołoziemską poleciał największy jak dotąd polski satelita. EagleEye, czyli "Oko Orła", pozwoli na obserwacje Ziemi z wyjątkową rozdzielczością

Największy polski satelita poleciał w kosmos 

Największy polski satelita poleciał w kosmos 

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl, TVN24

Trzy popularne wśród turystów greckie wyspy były w nocy z czwartku na piątek pozbawione prądu. Jak podał portal eKathimerini, awaria była spowodowana wysoką temperaturą i ogromnym popytem na energię elektryczną w związku z dużą liczbą turystów.

Trzy greckie wyspy pozbawione prądu. Przez upał i dużą liczbę turystów

Trzy greckie wyspy pozbawione prądu. Przez upał i dużą liczbę turystów

Źródło:
PAP, ekathimerini.com

Potężny pożar szaleje w nadmorskiej prowincji Izmir położonej na zachodzie Turcji. Walkę z ogniem utrudniają wysoka temperatura i silny wiatr. Żywioł pochłonął wiele domów. Pożary odnotowano też w trzech innych regionach kraju.

Ogień pochłonął domy i zmusił do ewakuacji ludzi. Trwa walka z żywiołem

Ogień pochłonął domy i zmusił do ewakuacji ludzi. Trwa walka z żywiołem

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters

Panda wielka o imieniu Ying Ying urodziła w czwartek bliźniaki - poinformowała stacja BBC. Jak przekazali opiekunowie z Ocean Park Hong Kong, poród trwał pięć godzin.

Urodziła bliźniaki. To najstarsza panda debiutująca w roli mamy

Urodziła bliźniaki. To najstarsza panda debiutująca w roli mamy

Źródło:
Reuters, PAP

Potężny tajfun dotarł do wschodniej Japonii, grożąc gwałtownymi powodziami i niszczycielskimi porywami wiatru. W dwóch miastach nakazano ewakuację setek tysięcy ludzi. Japońskie linie lotnicze odwołały kilkaset lotów.

"Wiatr może przewracać jadące ciężarówki"

"Wiatr może przewracać jadące ciężarówki"

Źródło:
Reuters, japantimes.co.jp

Temperatura wody w Morzu Adriatyckim na wybrzeżu Chorwacji tego lata dochodzi do niemal 30 stopni Celsjusza. Specjaliści ostrzegają przed skutkami takiego ocieplenia w dłuższej perspektywie. - Sytuacja będzie się pogarszać, przez co szybko staniemy się Morzem Czerwonym - ostrzegł meteorolog Duszko Kraljev.

Meteorolog: Adriatyk stanie się jak Morze Czerwone

Meteorolog: Adriatyk stanie się jak Morze Czerwone

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

W Bolesławcu trwa 30. edycja Święta Ceramiki. Na rynku miasta można kupić unikatowe ręcznie malowane ceramiczne filiżanki, spodeczki, kubki i talerze, które - jak podkreśla w rozmowie z Magdą Adamowicz z tvnmeteo.pl prezydent Piotr Roman - "są dumą Polski". O atrakcjach, jakie towarzyszą imprezie, opowiada z kolei Kornel Filipowicz, jej organizator.

Święto Ceramiki w Bolesławcu. To już 30. edycja

Święto Ceramiki w Bolesławcu. To już 30. edycja

Źródło:
tvnmeteo.pl

W Seulu wiedzą, co to znaczy gorąca noc. Temperatura w stolicy Korei Południowej przez 26 dni nocy z rzędu przekraczała 25 stopni Celsjusza. To najdłuższa taka seria od 117 lat - poinformowały w piątek miejscowe władze.

Ponad 25 stopni w nocy. Przez niemal miesiąc

Ponad 25 stopni w nocy. Przez niemal miesiąc

Źródło:
PAP, straitstimes.com

Od środy hiszpańskie Baleary zmagają się z gwałtowną pogodą. Ulewne deszcze zalały drogi, odwołano kilkadziesiąt lotów. Kilka osób zostało rannych. Na Kontakt 24 otrzymaliśmy relację Polki, która utknęła na lotnisku na Majorce.

Trudne chwile na Balearach. "Ulice zalane, samochody do połowy w wodzie"

Trudne chwile na Balearach. "Ulice zalane, samochody do połowy w wodzie"

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, Diario de Mallorca, Kontakt 24

Czwartek w niektórych regionach Polski był burzowy. W Szczecinie po ulewie zamknięto jedną z ulic. Wśród miejsc, w których pogoda mocno się pogorszyła, znalazła się również pomorska Ustka.

Ulewa w Ustce, w Szczecinie zalało ulicę

Ulewa w Ustce, w Szczecinie zalało ulicę

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt 24, tvnmeteo.pl, TVN24

Turyści na plaży w Krynicy Morskiej zauważyli dzika, który nietypowo się zachowywał - był osłabiony, nie potrafił wyjść z wody. Na miejsce przyjechała policja. Wezwano też weterynarza, lecz tuż przed jego przyjazdem zwierzę padło. Informację otrzymaliśmy na Kontakt 24.

"Mocno osłabiony" dzik w Bałtyku. Weterynarz nie zdążył przyjechać

"Mocno osłabiony" dzik w Bałtyku. Weterynarz nie zdążył przyjechać

Źródło:
Kontakt 24, tvnmeteo.pl

Do Polski dotarły upały i z modeli meteorologicznych wynika, że wysoka temperatura prędko nas nie opuści. O fali gorąca, która zawładnęła naszym krajem i ma zostać z nami nawet do końca wakacji, pisze synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek.

Jaka będzie końcówka wakacji? "Wiele wskazuje na to, że rozpalona do czerwoności"

Jaka będzie końcówka wakacji? "Wiele wskazuje na to, że rozpalona do czerwoności"

Źródło:
tvnmeteo.pl

Późnym popołudniem wznowiono loty na lotnisku we włoskiej Katanii. Ruch do tej pory był zawieszony z powodu kolejnego wybuchu Etny. Płytę portu pokryła gruba warstwa pyłu wulkanicznego.

Gruba warstwa pyłu wulkanicznego pokryła lotnisko

Gruba warstwa pyłu wulkanicznego pokryła lotnisko

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl, PAP

Nagranie, na którym widać stado danieli pasące się na jednym z osiedli w Grudziądzu (woj. kujawsko-pomorskie), dostaliśmy na Kontakt 24. - Zatrzymały się pod moim balkonem. Pasły się około dwóch godzin, a później przeszły pod kolejny - opowiadała autorka filmu pani Anna.

Stado danieli pasło się pod blokiem w Grudziądzu

Stado danieli pasło się pod blokiem w Grudziądzu

Źródło:
Kontakt 24

W gminie Ontinyent w Walencji po ulewnych opadach deszczu zawaliła się część dachu supermarketu. Z budynku ewakuowano kilkaset osób. Nikt nie został ranny, ale woda wyrządziła szkody.

Lunęło tak, że zawaliła się część dachu supermarketu

Lunęło tak, że zawaliła się część dachu supermarketu

Źródło:
ENEX, El Espanol, Levante-EMV

W Rudniku nad Sanem niedaleko Niska (Podkarpackie) paliły się las i nieużytki. W akcji gaśniczej brało udział 16 zastępów straży pożarnej. Jak poinformował w czwartek wieczorem rzecznik podkarpackich strażaków bryg. Marcin Betleja, pożar został opanowany.

Las i nieużytki stanęły w ogniu

Las i nieużytki stanęły w ogniu

Źródło:
PAP, IBL

Bliskie spotkanie Jowisza i Marsa było widać na niebie nocą ze środy na czwartek. Spektakularną koniunkcję tych obu planet udało się sfotografować Reporterom 24.

Rzadkie zjawisko na niebie. Następna okazja za ponad dwa lata

Rzadkie zjawisko na niebie. Następna okazja za ponad dwa lata

Źródło:
tvnmeteo.pl, "Z głową w gwiazdach", space.com

Huragan Ernesto uderzył w karaibską wyspę Portoryko. Setki tysięcy domów i budynków przedsiębiorstw zostały pozbawione prądu. Doszło do powodzi.

Huragan Ernesto natarł na Portoryko

Huragan Ernesto natarł na Portoryko

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Wzrosła liczba śmiertelnych ofiar ubiegłotygodniowego osuwiska, do którego doszło na ogromnym wysypisku śmieci w stolicy Ugandy. Policja poinformowała również o dziesiątkach zaginionych osób.

Ziemia i śmieci pogrzebały ich żywcem, gdy spali. Wzrosła liczba zabitych

Ziemia i śmieci pogrzebały ich żywcem, gdy spali. Wzrosła liczba zabitych

Źródło:
PAP

Jak wynika ze wstępnych danych instytutu British Antarctic Survey, tegoroczny lipiec na Antarktydzie był najcieplejszy od ponad 40 lat. Średnia temperatura dla tego miesiąca była w tym regionie o 3,1 stopnia Celsjusza wyższa od norm sezonowych. - To może być wyjątkowo ciepła antarktyczna zima - przekazał Thomas Caton Harrison, ekspert BAS.

Najcieplejszy lipiec na Antarktydzie od ponad 40 lat

Najcieplejszy lipiec na Antarktydzie od ponad 40 lat

Źródło:
PAP, AFP, BAS

Lek na koci katar został opracowany przez naukowców z Polski. Aleksandra Synowiec, która brała udział w badaniach laboratoryjnych, wyjaśniła w rozmowie z TVN24, że leczenie tej choroby utrudnia fakt, że wywołują ją dwa wirusy. Związek opracowany przez zespół badawczy działa na obydwa.

Polacy opracowali lek na koci katar

Polacy opracowali lek na koci katar

Źródło:
TVN24, PAP

W tym roku strażacy często wzywani są do likwidacji gniazd szerszeni i os - informują czeskie media. Do tej pory odnotowano już ponad sześć tysięcy takich interwencji, a w całym 2023 roku było ich ponad 5,5 tysiąca.

Czesi skarżą się na te owady. Strażacy mają pełne ręce roboty

Czesi skarżą się na te owady. Strażacy mają pełne ręce roboty

Źródło:
PAP, Lidove Noviny, pozary.cz, uwm.edu.pl

Jak wygląda zorza polarna widziana z przestrzeni kosmicznej? Astronauta Matthew Dominick z NASA prowadził w niedzielę11 sierpnia obserwacje Ziemi z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i udało mu się uchwycić niezwykły widok.

Zorza polarna. Zobaczcie ją jeszcze raz, ale tym razem z perspektywy dostępnej wybranym

Zorza polarna. Zobaczcie ją jeszcze raz, ale tym razem z perspektywy dostępnej wybranym

Źródło:
NASA, tvnmeteo.pl

Pożar, który w niedzielę wybuchł niedaleko Aten, spowodował poważne szkody na obszarze prawie 10 tysięcy hektarów. Gdy w Attyce rozpoczyna się szacowanie strat, mieszkańcy zniszczonych terenów zastanawiają się, dlaczego płomienie dotarły aż tak blisko stolicy.

"Piekło". Mieszkańcy zadają pytania o to, co się stało pod Atenami

"Piekło". Mieszkańcy zadają pytania o to, co się stało pod Atenami

Źródło:
Reuters, eKathimerini

Po raz pierwszy od 400 lat w Londynie na świat przyszły bobry. Gryzonie, które najprawdopodobniej urodziły się wiosną tego roku, zauważono na nagraniach z kamer.

Takich narodzin nie było w Londynie od 400 lat

Takich narodzin nie było w Londynie od 400 lat

Źródło:
Reuters, BBC, Wildlife Ealing Group