Bentornati ad un'altra stupefacente edizione delle
domande di cultura generale!
Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica:
C'era un titolo di recente secondo cui la Cina aveva battuto un record di calore di fusione e prodotto un plasma tre volte più caldo del sole. Come vengono misurate queste temperature? Non sarebbe 39;nessun dispositivo che potrebbe farlo essere distrutto? È proprio come un'ipotesi basata su quanta energia viene immessa nel sistema? Come fanno a sapere che è “davvero” quel caldo e che non ci sono 5515;t altri fattori (come inefficienza o problemi con i materiali isolanti) che fanno variare il calore?
Ed ecco le risposte degli esperti:
Principalmente, con laser molto potenti. Come dici tu, qualsiasi strumento che misurasse la temperatura stando a contatto con il plasma verrebbe (a) rapidamente distrutto e (b) si raffredderebbe rapidamente e rovinerebbe il plasma stesso nel processo, quindi dobbiamo misurare la temperatura di ” i metodi di telerilevamento” con non richiedono il contatto fisico.
Uno dei metodi principali per farlo è sfruttare di un effetto chiamato Thomson Scattering. Un laser a impulsi ad altissima potenza viene sparato attraverso il plasma e una piccola parte della luce subisce lo scattering Thomson, che è una dispersione elastica degli elettroni nel plasma. Questa luce diffusa rileva uno spostamento Doppler dalla velocità degli elettroni, quindi lo spettro della luce diffusa assume una forma correlata alla distribuzione della velocità degli elettroni. Poiché la temperatura è una misura della distribuzione della velocità, lo spettro della luce diffusa può essere utilizzato per determinare la temperatura degli elettroni nel plasma. La luce diffusa viene raccolta da una grande lente che guarda lateralmente al raggio laser, e quindi inviata a spettrometri dove è possibile misurare lo spettro e quindi determinare la temperatura del plasma. Analizzando lo spettro in diversi punti lungo il raggio laser mentre attraversa il plasma, è possibile misurare il profilo di temperatura attraverso il plasma.
Quando gli scienziati russi hanno iniziato a sostenere le alte temperature del plasma nei nuovi progetti Tokamak, all'epoca, la conferma di quelle temperature era un argomento scottante. Al culmine della guerra fredda, un team di scienziati del Regno Unito, che erano gli esperti mondiali nell'effettuare misurazioni della temperatura del plasma con Thomson Scattering, si recò in Russia per installare un sistema di diffusione Thomson e confermò i risultati russi. Uno di loro ha scritto
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