20억도 이상!
말콤 헤인즈의 기사
2006년 2월 24일, Physical Review Letters에 게재됨
2006년 7월 16일 업데이트 (Z-머신의 전류 상승 곡선에 대한 하단 데이터)
2008년 3월 18일 업데이트. 과학과 미래지향 매체에 게재된 기사 이후
비과학자들을 위해:
독자들은 20억도를 넘는 이온 온도가 실제로 측정되었는지 묻고 있습니다. 답은 예입니다. 그러나 1998년부터 Z-머신을 이용한 플라즈마 압축 실험에서 이상한 현상이 관찰되었습니다. 이 실험들은 다양한 구성으로 이루어졌습니다. 예를 들어, "새장"이 붕괴될 때 중심부에 "가스 퍼프(gas puff)"를 주입하여 압축시키는 실험이 있었습니다. X선 방출을 통해 전자 온도를 측정할 수 있었습니다. 플라즈마는 두 종류의 입자, 즉 무거운 이온과 가벼운 전자의 혼합물입니다. 철로 이루어진 플라즈마에서는 철 핵(56개의 입자, 26개의 양성자)이 전자보다 약 10만 배 더 무겁습니다. 핵은 질량이 거의 같은 "입자들(양성자와 중성자)"로 구성되어 있으며, 전자는 양성자보다 약 1850배 가볍습니다.
네온 관도 두 종류의 입자, 즉 전자와 네온 이온을 포함하고 있습니다(물론 이 경우 이온은 전자 껍질을 완전히 잃지는 않았습니다). 관이 작동할 때는 원자와 네온 이온으로 구성된 가스는 차가운 상태를 유지하지만, 전자 가스는 10,000도까지 뜨거워집니다(손으로 관을 만져도 괜찮습니다). 그런데 왜 손에 뜨거움을 느끼지 못할까요? 전자는 열을 전달하기에 너무 "소심"해서 당신에게 에너지를 전달하지 못하기 때문입니다. 그러나 충돌을 통해 빛을 방출하는 형광 물질을 흥분시키기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 이것이 바로 "형광등"이라는 이름의 유래입니다. 형광은 방사선을 흡수하여 다른 주파수로 방출하는 능력을 말합니다. 예를 들어, 플루오레세인은 태양