NUOVI APPARATI SPERIMENTALI PIÙ COMPATTI

Nuclei stellari a portata di laser

Un team internazionale di ricercatori ha condotto una serie di esperimenti presso la Colorado State University, grazie ai quali è stato possibile ricreare condizioni fisiche simili a quelle dei nuclei stellari. Il nuovo apparato è molto più compatto rispetto a quelli che avevano ottenuto risultati simili, e apre nuove strade per gli studi di questa tipologia di regimi estremi

Rappresentazione artistica del funzionamento dell’apparato sperimentale descritto nello studio di Jorge Rocca e collaboratori. Nell’immagine, un laser impatta contro la nanostruttura. Crediti: R. Hollinger e A. Beardall

Le condizioni fisiche che si incontrano all’interno di una stella sono molto più estreme di quanto possiamo immaginare, con pressioni che arrivano a toccare i miliardi di atmosfere, numeri nemmeno lontanamente confrontabili con quanto sperimentiamo a Terra. Queste condizioni possono essere ricreate in laboratorio, grazie ai laser più potenti a nostra disposizione. Un team di scienziati ha condotto un esperimento presso la Colorado State University (CSU), durante il quale è riuscito a creare le condizioni estreme degli interni stellari sfruttando laser piccoli e compatti che utilizzano impulsi brevi puntati su nanostrutture. Lo studio che presenta i risultati è apparso sull’ultimo numero di Science Advances.

L’esperimento è stato guidato da Jorge Rocca, professore presso la CSU, e ha permesso di misurare con precisione quanto le energie estreme prodotte dall’apparato riescano a spingersi in profondità nelle nanostrutture. Le misurazioni sono state effettuate misurando i raggi X emessi dal materiale, che mostra una risposta differente a seconda della profondità raggiunta. I dati raccolti mostrano che portando l’apparato ai livelli di intensità più alti possibili, potremmo raggiungere e superare le pressioni che si trovano al centro del Sole.

I risultati dello studio promettono di aprire nuove strade per il raggiungimento di pressioni senza precedenti attraverso esperimenti con laser compatti. Questo lavoro potrà ampliare le indagini nel campo della fisica ad alta densità di energia, permettendoci di comprendere come si comportano gli atomi altamente ionizzati all’interno di un plasma denso, e come si propaga la luce in condizioni di pressioni, temperature e densità elevate.

Questo tipo di esperimenti, condotti in regimi estremi di densità di energia erano fino ad ora possibili soltanto sfruttando apparati sperimentali di grandi dimensioni. La possibilità di ottenere lo stesso tipo di risultati in uno spazio più ristretto è di grande interesse, poiché rende più accessibili studi di questa natura a tutta la comunità scientifica. Una delle applicazioni possibili, ad esempio, è la conversione efficiente di luce laser ottica in lampi di raggi X.

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