タングステンの細い棒を数百万アンペアの電気で過熱し、それらをイオン化ガスに溶かしてから圧縮した実験について読んだことを覚えています（磁場によって？）プラズマに。
プラズマはこれまで到達したことのない温度まで加熱されました。正確には思い出せませんが、華氏数十億度だったと思います。
数年前のことで、検索エンジンでレポートを見つけることができません。
プラズマの温度に制限はありますか？プラズマの現在の最高記録温度はどれくらいですか？核反応よりも高温ですか？
コメント
- IINM、クォークグルーオンプラズマが主張されています数兆度に達しました。
- ALICEは華氏9.9兆度に達すると主張しています。 wired.com/2012/08/hottest-temperature-record
- このような温度を華氏で測定するのは誰ですか？'は銀河をフィートで測定するようなものです。
- @BlackbodyBlacklight確かに。このようなユニットは宇宙ミッションを失敗させます。 en.wikipedia.org/wiki/Mars_Climate_Orbiter
回答
プラズマの記録された最高温度は、核反応よりも高温ではありません。高温で発生する一連の現象があり、それを超えて広がります。核反応。
温度が非常に高くなると、エネルギーの観点から考え始めるのが理にかなっています。ケルビンスケール（または華氏）に固執するのではなく、関与します。熱力学的平衡では、"自由度"の平均エネルギーと温度
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室温の場合
$ kT \約25 $ ミリeV;これは、固体中のフォノンの典型的なエネルギーです。 -
$ kT \ upperx 1 $ eVで、典型的な原子-原子衝突は、電子を解放するのに十分なエネルギーを持っているかもしれません。これは、高密度のイオン化プラズマを維持するために必要な最低温度です（太陽の光球の $ kT = 0.5 $ eVは、ここで目指している精度のレベルでまったく同じ"です。）
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$ kT \ upperx 10 ^ 4 $ eV、最も重い原子でさえ、平均して完全にイオン化されます。 （最後に移動する電子の結合エネルギーは $ 13.6 \、\ mathrm {eV} \ cdot Z ^ 2 $ です。ここで、 $ Z \ lesssim 100 $ はプロトン番号です。）
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$ kT \ upperx 0.1 $ MeVは、核を内部で励起するのに十分なエネルギーを持ち始めます。重水素やヘリウム3のように、安定した励起状態のない軽い原子核は解離する可能性があります。安定した軽量の原子核は、電気的反発と融合を克服する可能性があります。これは、星のコア内部の温度スケールです。星にはサイズの利点があるため、融合指向のトカマクは少し熱くする必要があります。この温度の電子は、相対論的な $（m_ec ^ 2 = 0.5 \ rm \、MeV）$ になり始めています。温度が電子質量を通過すると、陽電子の永年集団が発生します。
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$ kT \ upperx 10 $ MeV、ヘリウムの解離は、融合によるヘリウムの形成と平衡状態になります。重い原子核間のほとんどの衝突は、陽子または中性子を解放するのに十分なエネルギーを持っています。これはおそらく重い星の温度レジームであり、すべての核が鉄56とニッケル58に向かって進化する傾向があります。 -
$ kT \約100 $ MeV、ほとんどの衝突にはパイ中間子を生成するのに十分なエネルギーがあり（ $ m_ \ pi c ^ 2 = 140 $ MeV）、多くは、パイ中間子を生成するのに十分なエネルギーを持っています（ $ m_K c ^ 2 = 500 $ MeV）。これらの不安定な粒子は、崩壊するとニュートリノを生成します。ニュートリノは相互作用領域から熱を運び去るのに非常に効率的であるため、長期の天体物理学的温度はこのスケールの周りで最高になる可能性があります。ここで最もエネルギーの高い衝突は、反陽子を生成する可能性があります（ $ m_ \ bar pc ^ 2 = 1 $ GeV）。
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私の直感があまり良くないエネルギーには1000程度の係数があります。
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RHICとLHCで示されているように、 $ kT \ upperx 200 $ GeVは、核子をクォークグルーオンに分解し始めます。これは、約1eVで原子を核子と電子に分解し始めたのと同じ方法です。これは"のみ"約200億ケルビンであることに注意してください。 LHCは現在、エネルギーがほぼ100倍高い8〜14TeVを目指しています。
私はあなたのタングステン気化実験に精通していません。気化したばかりのタングステンの温度は1〜10 eVであり、プラズマを閉じ込めて圧縮することで、エネルギー密度を1000倍に増やすことができると思います。これにより、タングステンの下限のどこかになります。核相互作用を伴うプラズマのエネルギー範囲。
コメント
- 宇宙プラズマには、非常に高温のプラズマと見なされる領域があります。たとえば、銀河団内の媒体では、彼らはしばしば〜GeV電子熱エネルギーの証拠を観察します。パルサー、マグネター、ブラックホールの近くでは、局所プラズマがさらに極端になる可能性があると思いますが、それを確認する必要があります。
- 銀河間のGeV電子は熱平衡から外れている必要があります。ただし、磁気リコネクションの乱流により、太陽'のコロナは光球よりも高温に保たれ、銀河系のスケールで同様のことが想像できます。 '参考資料をご覧になりたいと思います。
- 私が間違っていたので、これについて質問していただきありがとうございます。 ICMの熱エネルギーは約10keVであり、シンクロトロン放射光によって観測される超熱テールは約GeVの範囲にあります。ちなみに、私は宇宙プラズマを10年ほど見てきましたが、熱平衡状態にあるプラズマはまだ見ていません…
回答
それはあなたが話しているプラズマの種類に依存します。私は、核子が実際に「バラバラに砕かれている」という点で他のプラズマとは異なるクォークグルーオンプラズマを脇に置いています。
それ以外の場合、地球上で最も高温のプラズマは、一般的に目的のプラズマです。かなりの量の核融合反応を生成する（たとえば、エネルギー生成、または星や惑星などの研究）。実験室では、いくつかの大型機器が印象的な記録を打ち立てており、実際には星よりも熱くなっています。
Zマシンが最も高温になっているようですが、このプラズマがそれぞれでどれだけ生成されているかはわかりません。これらの施設。一般的に、トカマクは非常に希薄であるため、長時間（数分）高温を保つことができます。他の2つの手法では、プラズマが非常に密度が高いため、ナノ秒しか持続できません。
コメント
- 彼はただ知りたかっただけだと思います。最も熱いプラズマ。限界の質問はもっと面白いです。限界は、約1,000億ケルビンのビッグバンからのインフレ後の利用可能なエネルギーでしょうか？
- @Peteが尋ねたタングステンの棒を使った実験は、実際には私が信じているZマシンでした。