Плазма — это одна из самых загадочных фаз материи, которую крайне сложно создать в лабораторных условиях, при этом в ней нуждаются многие отрасли промышленности, потому ученые не теряют надежды создать стабильную плазму. Команде из Калифорнийского технологического института удалось создать стабильное кольцо плазмы на открытом воздухе, используя струю воды под высоким давлением и кристаллические пластинки. В долгосрочной перспективе метод может раскрыть потенциал хранения энергии в плазме.
Плазма создается, когда ионизированный газ электрически заряжен, являясь газом она не имеет какой-то конкретно установленной формы. Когда плазма создается искусственно, она ограничена размерами вакуумной камеры или электромагнитным полем, однако новая работа привела к созданию кольца плазмы на открытом воздухе, которое не исчезало в течение 10 миллисекунд, а при поддержании энергии оно могло не распадаться до тех пор, пока поддерживается источник питания.
«Некоторые коллеги сказали нам, что это невозможно»,-говорит Франсиско Перейра, соавтор исследования: «Но мы можем создать стабильное кольцо и поддерживать его до тех пор, пока мы хотим, ни вакуума, ни магнитного поля, ни чего-либо.»
Чтобы сделать эти плазменные кольца, инженеры просто разбрызгивают воду на кристаллической пластине. Используемая струя воды чрезвычайно узкая, всего 85 микрон в ширину, и выходит под высоким давлением, измеряя и с силой 9000 фунтов на квадратный дюйм. Для иллюстрации, команда сравнивает струю с человеческими волосами, движущимися со скоростью пули.
Кристаллическая поверхность отрицательно заряжена, и когда вода попадает в нее и течет наружу, она несет с собой положительно заряженные ионы. Это создает статический (или трибоэлектрический) заряд, который приводит к тому, что электроны текут на поверхность воды ионизируя атомы и молекулы в воздухе над ней, что создает кольцо плазмы в воздухе, которое будет оставаться устойчивым до тех пор, пока вода течет.
Кольцо имеет диаметр в несколько десятков микрон и видно под микроскопом.
