Исследователи МГУ имени М.В. Ломоносова разработали новый метод измерения температуры лазерной плазмы, позволяющий впервые получить детальные двумерные карты ее нагрева. Исследование открывает путь к более точной диагностике плазмы — от лазерного анализа материалов до моделирования входа метеоритов в атмосферу. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Чтобы понять, как распределяется температура внутри плазменного факела, исследователи адаптировали метод лазерно-индуцированной флуоресценции, применяемый в химии горения. В эксперименте использовали два лазера: одним формировали плазму над титановой пластиной, другим точечно возбуждали атомы титана в разных ее областях. Ученые разработали две независимые «схемы флуоресценции» — последовательности энергетических переходов электронов в атоме — и рассчитали, как интенсивность свечения связана с локальной температурой.Регистрация флуоресценции из множества точек облака позволила построить карты интенсивности по каждой из схем, а затем — с помощью специально выведенной формулы — получить итоговую карту распределения температуры в плазме.
Оказалось, что центральная зона плазменного облака с температурой около 3700°C окружена более горячей периферией, нагретой до 5700–7700°C. Ученые объясняют наличие горячей зоны распространением ударной волны, которая нагревает вещество на границе расширяющегося плазменного облака.
«Предложенный подход открывает путь к более точной диагностике плазменных процессов — от лабораторных экспериментов до исследований атмосферы и космических явлений. В дальнейшем мы планируем автоматизировать измерения, чтобы добиться большей детализации при сканировании плазмы, а также попробовать применить нашу методику к другим плазменным источникам», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Тимур Лабутин, кандидат химических наук, доцент кафедры лазерной химии МГУ имени М.В. Ломоносова
📌 Результаты опубликованы в Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy
📰 Подробнее — в материале газеты «Известия»
РНФ | Телеграм | ВКонтакте | MAX #новостинауки_РНФ #химия
