Эксперименты с графитом помогут в изучении планет-гигантов и белых карликов

Международная группа исследователей во главе с учёными из университетов Оксфорда и Ворвика получила интересные и неожиданные результаты при проведении экспериментов с графитом (одной из аллотропных модификаций углерода), нагретым до сверхвысоких температур (в частности, нагревали до температур свыше 17 тысяч градусов по Кельвину).

Результаты новых экспериментов с графитом могут заставить учёных значительно скорректировать их взгляды на жизненные циклы планет и звёзд, а также на ядерные реакции, инициируемые лазером.

Графит представляет собой простое вещество, состоящее из атомов углерода. Атомы углерода способны образовывать и другие простые вещества (алмаз, графен, карбин, фуллерены и ряд других). Они отличаются между собой расположением атомов в кристаллической решётке относительно друг друга, а следовательно, физическими и химическими свойствами. Эти аллотропные модификации способны к взаимопревращению (из алмаза можно получить графит и наоборот и т. д.).

Учёные исследовали процесс передачи тепла от нагретых электронов к ионам (заряженным атомам) и наоборот. Данный процесс имеет весьма важное значение при описании системы переноса энергии от ядер планет и звёзд к их поверхности, а также отвода теплоты от ядра атома при протекании ядерной реакции.

Учёным удалось нагреть электроны пучками быстро движущихся протонов до 17000˚К (примерно столько же будет и по Цельсию, так как разница в системах измерения составляет 273,15˚, а сами градусы по их «размеру» идентичны друг другу). В то время как электроны нагревались до столь высоких температур, ионы графита прогревались тем временем только до температуры примерно 300˚К (то есть 26,8˚С). К своему удивлению учёные обнаружили, что передача внутренней механической (тепловой) энергии между электронами и ионами происходит примерно в 10 раз медленнее, чем предсказывали расчётно-математические модели, а это означает, что природа этих процессов в настоящее время изучена всё ещё недостаточно хорошо. Уточнение данных может привести к корректированию и даже пересмотру некоторых теорий, связанных с эволюцией звёзд и планет.