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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 (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) record a été obtenue récemment lors d'un tir d'essai au Z Pinch du Laboratoire National Sandia, appareil dans lequel une immense quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) de charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.) 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 (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) 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 ballast les charges des véhicules circulant sur les...) un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on...) cylindrique de fils, qui implose. Le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) atteint alors des températures record et émet également une grande quantité d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) 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 grande pour briser la résistance...) est-t-il si chaud, et pourquoi produit-il si efficacement des rayons X (10 à 15 pour cent de toute l'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel à la quantité d'électricité.) 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 ans par les...) 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 (Le terme décharge électrique désigne des phénomènes variés :), un intense champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une...) 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 constituerait les grandes étoiles à neutrons...), 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...) ionisés. En l'espace de quelques nanosecondes seulement, une énorme quantité d'énergie magnétique est convertie en énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre corps...) 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
 
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