Международная команда физиков из США, Германии и Великобритании впервые продемонстрировала поведение тепла на границе различных материалов в условиях сверхгорячей плотной плазмы. Это открытие может значительно улучшить технологии в таких областях, как термоядерный синтез, гиперзвуковые полеты и микроэлектроника. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications (NatComms).
В эксперименте, проведенном с использованием мощного лазера Omega-60 в лаборатории Университета Рочестера, было установлено, что при температурах превышающих 100 тысяч градусов Цельсия тепло почти не передается от раскаленного вольфрама к более холодному синтетическому материалу. Исследователи обнаружили, что электроны, ответственные за передачу тепловой энергии, отражаются на границе между материалами из-за эффекта межфазного термического сопротивления. Руководитель исследования Томас Уайт прокомментировал: «Тепло буквально застревает, как в ловушке».
Это открытие помогает объяснить ряд ключевых проблем в лазерном термоядерном синтезе, где неравномерный нагрев снижает общую эффективность, а также в гиперзвуковых технологиях, где перегрев оболочки возникает из-за дисбаланса теплопередачи. Оно также имеет значение для полупроводникового производства, особенно в контексте точного управления плазмой при травлении чипов.
Ученые отметили, что такие эксперименты могут помочь моделировать процессы, происходящие даже в недрах звезд. Ранее исследователи сделали значительный шаг в создании коммерческого термоядерного реактора.