Самые высокие температуры

До какой высокой температуры человек смог нагреть материю в макромасштабе (не используя ядерные реакции, ускорители частиц и т.д. ... а, например, лазеры, магнитные или электрические поля).

ОТВЕТ

Самые высокие температуры материи в макроскопическом масштабе достигнуты исследователями, которые пытаются создать управляемую реакцию термоядерного синтеза. Идея заключается в создании таких условий, чтобы ядра легких элементов, чаще всего дейтерия и трития, могли спонтанно сливаться друг с другом, сопровождаясь выделением большой энергии. 

Поскольку атомные ядра имеют электрический заряд, для их слияния необходимо преодолеть сильное электростатическое отталкивание, а для этого необходимо создать очень высокую температуру. Это достигается в специальных устройствах, в которых сильное магнитное поле позволяет удерживать очень горячий ионизированный газ (так называемую плазму) в контролируемых условиях. 

В наиболее распространенном варианте такого реактора, токамаке, поле имеет тороидальную форму. Нагрев плазмы происходит постепенно, несколькими методами. Через плазму пропускается электрический ток высокой интенсивности, который повышает ее температуру, как при прохождении тока через резистор. 

Горячая плазма бомбардируется интенсивным пучком высокоэнергетических атомов, которые в результате столкновений переходят в ионы плазмы. Резкое увеличение магнитного поля вызывает сжатие, сопровождающееся повышением температуры, как в быстро сжимающемся газе. 

Наконец, высокочастотное электромагнитное поле нагревает плазму по аналогии с микроволновой печью. С помощью этих методов можно нагреть смесь дейтерия и трития в токамаке до температуры, превышающей 500 миллионов кельвинов, и поддерживать ее в течение долей секунды. 

Такая температура уже превышает минимум, необходимый для возникновения реакции синтеза. Еще необходимо создать такую плазму с достаточно высокой плотностью и поддерживать ее в течение длительного времени. 

Успех определяется произведением этих трех величин (температуры, плотности и времени), и, хотя это произведение неуклонно растет по мере развития исследований, уровень зажигания термоядерной реакции еще не достигнут.

Еще более высокая температура, но за гораздо более короткое время, порядка наносекунды, была достигнута в прошлом году в Сандийской национальной лаборатории США в Альбукерке (Нью-Мексико). 

Там через пучок тонких стальных проводов пропускался импульс электрического тока силой 20 миллионов ампер. В результате материал внезапно испаряется и образует плазму, которая по-прежнему сжимается сильным магнитным полем. 

В таком эксперименте была получена температура в 2 миллиарда кельвинов (2 ´ 10⁹K). Это значение превышает температуры, обнаруженные во внутреннем пространстве многих звезд. Для сравнения, температура в центре нашего Солнца составляет "всего" 15 миллионов градусов.