Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024

XFEL Achieves Breakthrough in Measuring Matter Under Extreme Conditions

0
Berlin, Germany (SPX) Jul 12, 2024 - Researchers at European XFEL have developed a new method to analyze warm dense matter with remarkable precision. This state of matter, which exists between condensed matter and plasma physics, can be found in astrophysical objects or created during inertial confinement fusion. This advancement is a significant aid to scientists at the Center for Advanced Systems Understanding (CASUS), who aim to build a solid foundation for the analysis of warm dense matter.

Studying astrophysical objects is a significant challenge due to the extreme conditions of high temperatures and immense densities. Similarly, these conditions are present during the implosion phase of inertial confinement fusion capsules. At the High Energy Density (HED) instrument of European XFEL, these conditions can be replicated using the powerful drivers provided by the HiBEF consortium (Helmholtz International Beamline for Extreme Fields). Combined with the brilliant X-ray flashes of the European XFEL, scientists can now study this exotic state of matter more closely than ever before.

Warm Dense Matter: A Unique Phenomenon
Typically, matter on Earth exists as solid, liquid, or gas. In space, plasma-a hot, ionized gas-is also found. However, at high temperatures and immense densities, such as in stars or during meteor impacts, matter cannot be easily classified as solid or plasma and is referred to as warm dense matter. This state of matter exists at temperatures from 5,000 to several hundred thousand Kelvin and pressures hundreds of thousands of times greater than atmospheric pressure.

Discovery Through Ultra-High-Resolution X-ray Thomson Scattering
A team led by Thomas Preston from the HED instrument at European XFEL has investigated the structure and properties of plasmons in ambient aluminum. Plasmons, which are collective oscillations of electrons, play a crucial role in the optical properties of metals, semiconductors, and warm dense matter.

X-ray Thomson scattering is a key method for investigating excitations in solids and warm dense matter. In this process, an X-ray photon is scattered in the material, losing energy and momentum by exciting a plasmon. Scientists can identify these energy-loss photons with a spectrometer.

Unlike previous studies that could only measure these excitations with low-resolution X-rays, Preston's team and researchers from Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) and CASUS have now recorded ultra-high-resolution X-ray Thomson scattering spectra with an energy resolution improved more than tenfold, achieving a resolution of less than one hundred millielectronvolt.

The team's findings, published in the journal Physical Review B and honored as an "Editor's Suggestion," reveal detailed insights into the structure and properties of plasmons in aluminum. "We realized that we could repurpose an existing setup that was designed to make even higher resolution measurements of vibrations in solids, which have energy losses much smaller than scattering from a plasmon, in fact only a few tens of millielectronvolts," explains Preston.

"Through a clever choice of our X-ray energy, we can instead measure energy losses up to 40 electronvolts with similar resolution. The accuracy of our measurements made it possible to eliminate long-standing discrepancies between simulations and experimental observations," describes Preston. Future work will use this method to benchmark simulations for plasmons at higher temperatures and compressions.

Future Prospects
"These exciting new capabilities at the European XFEL allow for unprecedented insights into the behavior of matter at extreme conditions," explains lead author Thomas Gawne from the Young Investigator Group "Frontiers of Computational Quantum Many-Body Theory" led by Tobias Dornheim. Dornheim recently received funding from the European Union's Just Transition Fund for a laser fusion project. He plans to make X-ray Thomson scattering evaluation accessible beyond a small group of many-body system simulation experts. If successful, laser physicists at European XFEL and elsewhere could design their experiments more effectively.

Thomas Preston emphasizes the potential for collaboration with theoretical groups, particularly with CASUS scientists: "The unique combination of cutting-edge theory at CASUS and HZDR as well as the state-of-the-art experiments at the HED instrument at European XFEL opens up completely new possibilities for science. The relationship between measurement and simulation is critical to be able to drive and inform exciting new experiments."

This joint effort is significant not only for studying warm dense matter in astrophysical objects but also for research into inertial confinement fusion,

a promising approach to power generation based on nuclear fusion reactions that could become a climate-friendly and virtually inexhaustible energy source.

Research Report:Ultrahigh resolution x-ray Thomson scattering measurements at the European X-ray Free Electron Laser




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Валютные ставки — в рост. «Выберу.ру» подготовил рейтинг лучших долларовых вкладов за июль 2024 года

Мари Краймбрери, Звонкий, DAASHA выступят на марафоне «Авторадио»

Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM


Обложка песни. Обложки альбомов песен.

Российский лоукостер начнёт возить туристов в самый популярный у россиян зарубежный город

Российская туристка поняла, кому действительно стоит приехать в Америку на ПМЖ, назвав 5 категорий людей и кому туда лучше не соваться

Российским туристам объяснили, как купить билеты на Мальдивы на 20% дешевле, чем на Аэрофлоте


Hidden Sky setting instantly improves TV guide – all it takes is three clicks on your remote

Angel Ayala Twice Floors Dave Apolinario In 6th Round Knockout To Win IBF Flyweight Title

The Rise of Robotic Realism: Exploring the Future of Sex Dolls

Evolving Trends in Realistic Sex Doll Manufacturing


43664

Дешевле не будет. Цену непопулярного китайского кроссовера снизили на 27%

Большой стадионный концерт MACAN в Москве при поддержке Like FM

Глава Сергиево-Посадского округа задержан за взятку на 15 миллионов рублей


Be a cute platypus, solve some Zelda-style puzzles, in Ogu and the Secret Forest

Geralt's voice actor confirms he'll be in the next Witcher, but not as the main character: 'Geralt will be part of the game'

Фанаты серии игр Legacy Of Kain смогут получить легендарный меч Похититель душ

Bungie promises to address the 'uncertainty' surrounding the future of Destiny 2 following massive layoffs last week



Преимущества автоматики для ворот Came

Кому показано ЭКО?




Мари Краймбрери, Звонкий, DAASHA выступят на марафоне «Авторадио»

Школьник получил ожоги глаз из-за химического эксперимента в квартире в Москве

В Москве возбудили уголовное дело после ДТП с подростками

Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн


Посол Палестины сообщил, что президент Аббас посетит Москву 12-14 августа

В аэропорту Благовещенска 300 пассажиров более суток не могут улететь в Москву

Москвичей предупредили о ливне, грозе и порывистом ветре в воскресенье

В Москве возбудили уголовное дело после ДТП с подростками


Калинская снялась с матча третьего круга турнира WTA 1000 в Торонто

Ма Лун — первый в истории Китая обладатель шести золотых медалей Олимпийских игр

Калинская снялась с матча с Анисимовой на турнире WTA в Торонто после первого сета

Рублев обыграл первую ракетку мира в четвертьфинале «Мастерса» в Монреале


Дальневосточные города возглавили рейтинг по росту туристического спроса в РФ

Эксперты рассказали об эффекте от строительства трасс для развития районов Москвы

Музей Москвы откроет новую выставку в августе

В Москве возбудили уголовное дело после ДТП с подростками


Музыкальные новости

Беременная Карди Би рассказала об ужасном инциденте, который едва не привел к выкидышу

Певица Кристина Орбакайте снялась на яхте в Италии

Теона Контридзе: «Поступила в Гнесинку, и со мной сидят 20-летние дети. Ощущение, что я только начинаю»

«Вести себя как мерзость — ниже плинтуса»: Кучера о Панине, Пугачевой и СВО




Квартальная выручка Freedom Holding Corp. выросла до $450,7 млн

Более трети продаваемых частных домов в России требуют ремонта

Цена новых и подержанных автомобилей выросла в России за полгода — «Автостат»

В Китае ко Дню влюбленных запустили акцию «Сделано в России»














Российский турист погиб при загадочных обстоятельствах на Пхукете

Волочкова возмущена ценами на билеты в Большой театр

С чего начать: как правильно перейти на здоровый образ жизни

Между Белгородом и Москвой вводятся дополнительные поезда


Перспективы совершенствования оказания медицинской помощи в АЗРФ обсудили на форуме «Арктика — Регионы»

Александр Цыбульский: "Наша задача - создать конкурентную экономику будущего"

Жизнь людей под угрозой: В Архангельской области обнаружили 288,5 метра бесхозного газопровода

В Архангельской области 15-ти летний мотоциклист попал в ДТП


За издевательство над бездомным в Симферополе задержали двух треш-стримеров

«Жизнь. Творчество. Судьба» к 130-летию со дня рождения писателя, драматурга, переводчика М. М. Зощенко

Мы вернулись домой, уставшие, но как же хорошо в парке, все питомцы рады тебя видеть)

В Крыму задержали завотдела одной из симферопольских больниц за взятку


День строителя: какие высокотехнологичные решения предлагают столичные промышленники для строительной отрасли

Самостоящие железобетонные заборы от компании "Строй Проект": надежность и простота установки

Путин может встретиться с президентом Палестины Аббасом 13 августа

Нгамале рассказал об оскорблениях после пенальти в матче РПЛ с «Зенитом»












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Калинская снялась с матча третьего круга турнира WTA 1000 в Торонто






В Москве задержали врезавшегося в дом на машине каршеринга подростка

Тропический лес на стене Московского зоопарка: в рамках фестиваля «Лето в Москве. Сады и цветы» реализуют необычные проекты

Жители Домодедова отправят гуманитарную помощь в Курскую область

Семь заявок подали из Орловской области на Знание.Премия — 2024