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Posté par Michel le Jeudi 02/03/2006 à 00:00
Huit millions de volts, plus de deux milliards de degrés en laboratoire !
Une température de 2 à 3 milliards de kelvins, plus chaud que l'intérieur de toute étoile connue, a été atteinte dans un laboratoire d’Albuquerque, au Nouveau-Mexique.


Haute tension dans la Z Machine

Cette température record a été obtenue récemment lors d’un tir d'essai au Z Pinch du Laboratoire National Sandia, appareil dans lequel une immense quantité de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport...) électrique est emmagasinée dans un dispositif appelé un générateur de Marx. De nombreux condensateurs en parallèle sont chargés puis brusquement commutés en série, produisant ainsi une tension (La tension est une force d'extension.) de 8 millions de volts. Le débit électrique colossal génère un courant de 20 millions d'ampères qui traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir l'écartement et l'inclinaison, et transmettre au...) un réseau cylindrique de fils, qui implose. Le matériau atteint alors des températures record et émet également une grande quantité d'énergie en rayons X.

Pourquoi le phénomène d'implosion (L'implosion est l'inverse de l'explosion. Elle se produit lorsque la pression externe à un objet est plus grande que celle à l'intérieur et que cette différence est assez...) est-t-il si chaud, et pourquoi produit-il si efficacement des rayons X (10 à 15 pour cent de toute l'énergie électrique est transformé en rayons X mous) ? Ces questions sont restées longtemps des énigmes.

Malcolm Haines de l’Impérial College de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000...) pense avoir trouvé une explication. Dans la boule de feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.) formée après la décharge électrique, un intense champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique met en mouvement une myriade de vortex minuscules (par des instabilités dans le plasma), qui à leur tour sont amortis par la viscosité du plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui...), qui est fait d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) ionisés. En l'espace de quelques nanosecondes seulement, une énorme quantité d'énergie magnétique est convertie en énergie thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur...) au plasma. Enfin, les ions chauds transfèrent énormément d'énergie aux électrons relativement froids, cette énergie étant émise sous forme de rayons X.

Ces résultats sont publiés dans l’édition de Physical Review Letters du 23 février 2006.

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Source: American Institut of Physics
Illustration: Sandia Labs