汉堡大学的英格博格·阿德勒 信用:CC0公共领域 卓越集群“CUI:物质的高级成像”的研究人员取得了突破——通过结合使用超短激光脉冲和超冷原子气体的最新技术，创造了一种全新类型的等离子体
他们在《自然通讯》杂志上报道了这种等离子体中出现的一种新的电子冷却机制
物质以四种状态存在——固体、气体、液体和等离子体——等离子体是可见宇宙中最丰富的状态
它由离子和电子等自由带电粒子组成
等离子体可以存在于从太阳核心到闪电或火焰的巨大温度和密度范围内
理解等离子体动力学的挑战首先是确定普遍的机制，然后将它们与受控的实验室实验进行比较
“通过所展示的工作，我们希望有助于更广泛地理解极端等离子体系统中发生的基本过程，这些过程不能直接用于实验研究，”第一作者托比亚斯·克罗克说
医生
物理系的马库斯·德累斯顿说
在汉堡大学的光学量子技术中心，研究人员用激光冷却并捕获原子
他们利用超短激光脉冲的强光场在200飞秒内将原子分解成电子和离子
飞秒是十亿分之一秒的百万分之一
由于原子的初始温度极低，离子的温度低于40毫开尔文，这只是宇宙中最低可能温度(0开尔文或摄氏零下273度)的一小部分
相比之下，电子最初非常热，温度为5250开尔文，接近太阳表面的温度
超短激光脉冲直接产生的热电子开始逃逸，留下一个带正电的区域，在超冷等离子体中捕获一些电子
“这种等离子体状态以前从未被观察到，”克罗克说
教授团队的研究人员
医生
马库斯·德累斯顿教授
医生
克劳斯·森斯托克观察到等离子体中捕获的电子在超快时间尺度上被冷却，并测量了最终的电子温度
此外，他们观察到等离子体在几百纳秒内是稳定的，这对于这样的系统来说是非常长的时间
这种超冷等离子体为理论模型提供了基准，并能揭示惯性约束聚变或白矮星等天体存在的极端条件
此外，由此产生的超冷电子本身作为生物样品成像的一个明亮的来源是有趣的
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