200-letnia teoria wymiany ciepła potwierdzona w plazmie o wysokiej gęstości energii

Zjawisko opisane przez Josepha Fouriera ponad 200 lat temu, czyli międzyfazowa oporność cieplna (ITR), zostało po raz pierwszy udokumentowane w plazmie o wysokiej gęstości energii (HED) przez naukowców z University of Nevada, Reno i Los Alamos National Laboratory. Wyniki opublikowane w Nature Communications ujawniają, że przepływ ciepła jest utrudniony między materiałami przy ekstremalnych ciśnieniach i temperaturach, takich jak te występujące w eksperymentach syntezy jądrowej i we wnętrzach planet. Korzystając z lasera Omega-60 w Laboratory for Laser Energetics w Rochester, NY, zespół kierowany przez Thomasa White'a i Camerona Allena ogrzewał folie miedziane za pomocą lasera energetycznego, aby emitować promienie X, które następnie ogrzewały drut wolframowy obok plastikowej powłoki. Zaskakująco, transfer ciepła między wolframem a plastikiem był znacznie utrudniony. White wyjaśnił, że elektrony przenoszące energię cieplną rozpraszają się na granicy faz, uniemożliwiając efektywny przepływ ciepła. To odkrycie ma istotne implikacje dla eksperymentów syntezy jądrowej z inercyjnym uwięzieniem, w których stosuje się wielowarstwowe cele. Zrozumienie ITR może rozwiązać rozbieżności między symulacjami a wynikami eksperymentalnymi. Jeremiah Williams, dyrektor programu fizyki plazmy w National Science Foundation, zauważył, że praca ta dostarcza nowych spostrzeżeń na temat transferu energii w ekstremalnych środowiskach, z implikacjami dla technologii od diagnostyki medycznej po bezpieczeństwo narodowe.