Исследователи подтвердили существование так называемого теплового сопротивления на границе материалов (Interface Thermal Resistance, ITR) в условиях экстремально высоких энергий. Это открытие может серьезно повлиять на исследования в области термоядерного синтеза, особенно на метод инерционного удержания плазмы.
Эксперимент проводился на лазерной установке OMEGA 60. Ученые нагревали проволоку из вольфрама, покрытую пластиком, с помощью рентгеновских лучей, чтобы создать условия, близкие к тем, что возникают в термоядерных реакциях. Используя специальный метод визуализации (дифракционную радиографию Френеля), они обнаружили, что на границе между материалами возникает скачок температуры около 6 электронвольт (эВ). Это означает, что тепло плохо передается через границу, и возникает значительное тепловое сопротивление.
Измеренное значение сопротивления составило R = 3,7 × 10⁻¹⁰ ± 8 × 10⁻¹¹ м²·К/Вт. Это открытие опровергает прежние представления о том, что в условиях высоких энергий тепловое сопротивление на границах материалов отсутствует из-за большого количества свободных электронов.
Тепловое сопротивление на границах материалов может влиять на точность измерений температуры в экспериментах с динамическим сжатием веществ. Кроме того, это явление может играть ключевую роль в проектировании капсул с топливом для термоядерного синтеза. Если на границах материалов возникают перепады температуры, это может привести к появлению градиентов давления и повлиять на рост гидродинамических нестабильностей. Учет теплового сопротивления в проектировании термоядерных мишеней может улучшить точность расчетов и приблизить нас к созданию эффективных термоядерных реакторов.