В Институте проблем химической физики РАН устроили два мощнейших взрыва
21 декабря в среду у Института проблем химической физики РАН произвели два особо мощных взрыва. С их помощью на наносекунды удалось создать сверхвысокие для земных условий давление и температуру. Эксперименты производятся для того, чтобы получить такие состояния вещества, которые сами по себе на нашей планете в норме существовать не могут.
Первый взрыв был произведён в специальном бункере, расположенном в помещении института. Второй, более мощный, — на полигоне, находящемся в лесу за несколько километров от института. Взрывы для создания локальных особо высоких давлений и температур здесь проводят уже десятилетия.
Обычно для этого используются взрывные кумулятивные генераторы. Однако в серии последних экспериментов такого рода дополнительно привлекаются современные лазеры. Благодаря этому удаётся на несколько наносекунд воздействовать на изучаемые образцы давлением до миллиона атмосфер и температурой до сотен тысяч градусов. При взрыве чрезвычайно важно иметь записывающую аппаратуру, способную фиксировать быстро (за наносекунды) протекающие процессы и молниеносно передавать данные о них в лабораторию. Хотя после каждого эксперимента эта аппаратура погибает, записанная информация достаточно ценна, чтобы идти на это.
В норме на нашей планете вещество таким нагрузкам не подвергается. Однако для процессов внутри звёзд, коричневых карликов и газовых гигантов это нормальные условия. Также они встречаются вблизи активных чёрных дыр и сверхновых звёзд. Как отмечает глава РАН В.Е. Фортов, для жителей Земли такие состояния являются экзотическими. "Но в космосе это абсолютно стандартные условия существования вещества. Около 98 процентов всей видимой материи находится в сильно сжатом и разогретом состоянии: это вещество внутри звёзд, планет, экзопланет".
Эксперименты такого рода важны как для фундаментальной, так и прикладной науки. Физика и астрофизика нуждаются в них, чтобы понять, как именно идёт ряд важнейших процессов — например, термоядерное горение в звёздах. Такие же состояния вещества характерны и для плазмы в экспериментальных термоядерных реакторах. Поэтому взрывы важны и в смысле перспективного развития энергетики. "Если мы сумеем овладеть хотя бы частью этой энергии [термоядерной], то проблема энергообеспечения человечества будет решена на ближайшие несколько миллиардов лет", — полагает В.Е. Фортов.
Помимо этого, изучение экстремальных состояний материи важно для создания принципиально новых материалов для промышленности, авиации и медицины. Во всех этих отраслях возникают ситуации, когда на металлы действует мощная ударная волна или нагрев, как в проведённых взрывах. Не зная деталей того, как именно ударная волна может разрушать те или иные вещества, сложно создавать устойчивые к таким явлениям соединения и композиты.