Явление, описанное Жозефом Фурье более 200 лет назад, — термическое сопротивление границы раздела (ITR), — впервые было задокументировано в плазме высокой плотности энергии (HED) исследователями из Университета Невады, Рино, и Лос-Аламосской национальной лаборатории. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают, что тепловой поток затруднен между материалами при экстремальных давлениях и температурах, таких как те, что встречаются в экспериментах по термоядерному синтезу и внутри планет.
Используя лазер Omega-60 в Лаборатории лазерной энергетики в Рочестере, штат Нью-Йорк, команда под руководством Томаса Уайта и Кэмерона Аллена нагревала медные фольги с помощью энергетического лазера для излучения рентгеновских лучей, которые затем нагревали вольфрамовую проволоку рядом с пластиковым покрытием. Удивительно, но теплопередача между вольфрамом и пластиком была значительно затруднена. Уайт объяснил, что электроны, несущие тепловую энергию, рассеиваются на границе раздела, что препятствует эффективному тепловому потоку.
Это открытие имеет важное значение для экспериментов по инерционному удержанию термоядерного синтеза, где используются многослойные мишени. Понимание ITR может разрешить несоответствия между моделированием и экспериментальными результатами. Иеремия Уильямс, директор программы физики плазмы Национального научного фонда, отметил, что работа дает новое представление о передаче энергии в экстремальных условиях, что имеет последствия для технологий, начиная от медицинской диагностики и заканчивая национальной безопасностью.