Учёные зафиксировали уникальное поведение фрактальных ледяных частиц в плазменной среде

Учёные Калифорнийского технологического института (Caltech) совершили прорыв в физике плазмы. В лабораторных условиях они создали уникальную систему с микроскопическими ледяными частицами, демонстрирующими необычное поведение. В ходе эксперимента в охлаждённой плазме между электродами спонтанно формировались ледяные зёрна со специфической структурой.


Учёные из Caltech открыли необычное явление. В лабораторных условиях им удалось сформировать в охлаждённой плазме микроскопические ледяные частицы с фрактальной структурой. Эти «пушистые» зёрна кардинально отличаются от обычных твёрдых частиц их строение ветвится и повторяется на разных масштабах, создавая пористую архитектуру. Ключевой особенностью таких образований стало экстремально высокое соотношение заряда к массе. Из‑за этого электрические силы полностью доминируют над гравитацией. Вместо оседания на дно частицы активно рассеиваются по плазменной среде.

По словам профессора Пола Беллана, поведение зёрен напоминает хаотичный танец они подпрыгивают, вращаются и формируют сложные вихревые структуры. Открытие несёт двойной потенциал. В астрофизике оно даёт ключ к пониманию процессов в кольцах Сатурна и молекулярных облаках. Фрактальные частицы с развитой поверхностью могут служить проводниками, передавая импульс от электрических полей к окружающему газу. Это объясняет механизмы формирования газопылевых потоков в галактиках. В прикладном плане исследование важно для микроэлектроники. В производстве полупроводников спонтанное образование плазменной пыли часто становится причиной дефектов микрочипов. Теперь, разобравшись в принципах фрактального роста и движения частиц, учёные смогут разработать эффективные методы контроля чистоты плазменных сред в технологических процессах.

Понимание закономерностей фрактального роста и движения частиц позволит разработать более эффективные методы контроля качества в высокотехнологичных процессах.

Читайте также: