Phòng thí nghiệm tạo ra nguồn tia X sáng nhất thế giới với năng lượng lên tới hơn 20.000 electron volt
Nguồn tia X này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy nhiều lĩnh vực quan trọng, đặc biệt là trong nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch.
Theo New Atlas, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) vừa đạt được một bước đột phá khi tạo ra nguồn tia X sáng nhất thế giới, với năng lượng lên tới hơn 20.000 electron volt. Nguồn tia X này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy nhiều lĩnh vực quan trọng, đặc biệt là trong nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch.
Để đạt được thành tựu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hệ thống laser công suất lớn, kết hợp với bọt kim loại bạc siêu nhẹ, loại vật liệu được ví như "nhẹ như không khí". Theo báo cáo trên tạp chí Physical Review E, kết quả này cho thấy nguồn tia X mới có độ sáng gấp đôi bất kỳ nguồn nào từng được phát triển trước đây.
Đột phá này không chỉ mở ra cơ hội cải tiến các công nghệ năng lượng mà còn hứa hẹn tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu tiên tiến trong lĩnh vực vật lý plasma và khoa học vật liệu.
Những tia X siêu sáng mang đến ứng dụng đột phá trong nghiên cứu tiên tiến, giúp mở rộng hiểu biết về thế giới ở cấp độ nguyên tử và phân tử. Chúng được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc vật liệu ở cấp độ nguyên tử, quan sát phản ứng hóa học theo thời gian thực, chụp ảnh mẫu sinh học với độ chi tiết cao và phân tích những phân tử phức tạp.
Đặc biệt, các tia X này đóng vai trò quan trọng tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL), nơi nghiên cứu nhiệt hạch không chỉ phục vụ khoa học thuần túy mà còn hướng tới phát triển các lò phản ứng nhiệt hạch thực tiễn. Đây là một bước tiến lớn, góp phần hiện thực hóa giấc mơ về nguồn năng lượng sạch và bền vững trong tương lai.
Độ phân giải cực cao của tia X siêu sáng khiến chúng trở thành công cụ lý tưởng để nghiên cứu vật chất siêu đặc, đặc biệt là plasma sinh ra từ nhiệt hạch giam giữ quán tính (ICF). Đây là quá trình mà các viên deuterium và tritium bị bắn phá bởi loạt tia laser năng lượng cao, tạo ra môi trường nhiệt độ và áp suất cực lớn. Những tia laser tương tự, vốn được sử dụng trong nghiên cứu nhiệt hạch tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia Mỹ (NIF), cũng được áp dụng để tạo ra nguồn tia X siêu sáng mới.
Những tia X siêu sáng mang đến ứng dụng đột phá trong nghiên cứu tiên tiến, giúp mở rộng hiểu biết về thế giới ở cấp độ nguyên tử và phân tử. (Ảnh: YH)
Điểm mấu chốt trong nghiên cứu này là việc sử dụng bạc xốp, một vật liệu có thể tích lớn hơn nhiều so với bạc rắn cùng trọng lượng. Nhờ đặc tính này, nhiệt được truyền qua bạc xốp nhanh hơn đáng kể. Quá trình này tạo ra nguồn tia X với năng lượng vượt trội, đạt hơn 20.000 electron volt – một con số ấn tượng trong thang đo vi mô của vật lý hạt nhân.
Theo Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL), nguồn tia X mới không chỉ thúc đẩy hiểu biết về các quá trình nhiệt hạch, mà còn mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về plasma kim loại sáng, nóng – một trạng thái vật chất đặc biệt, cách xa trạng thái cân bằng nhiệt. Đây là chìa khóa để khám phá những khía cạnh hoàn toàn mới của vật lý plasma và các ứng dụng trong công nghệ năng lượng tiên tiến.
