3,6 milliards de degrés en laboratoire : owned le soleil !

Aloïsius · 09/03/2006, 12h50

Citation :

Record Set for Hottest Temperature on Earth: 3.6 Billion Degrees in Lab
By Ker Than
LiveScience Staff Writer
posted: 08 March 2006
04:39 pm ET

Scientists have produced superheated gas exceeding temperatures of 2 billion degrees Kelvin, or 3.6 billion degrees Fahrenheit.

This is hotter than the interior of our Sun, which is about 15 million degrees Kelvin, and also hotter than any previous temperature ever achieved on Earth, they say.

They don't know how they did it.

The feat was accomplished in the Z machine at Sandia National Laboratories.

"At first, we were disbelieving," said project leader Chris Deeney. "We repeated the experiment many times to make sure we had a true result."

Thermonuclear explosions are estimated to reach only tens to hundreds of millions of degrees Kelvin; other nuclear fusion experiments have achieved temperatures of about 500 million degrees Kelvin, said a spokesperson at the lab.

The achievement was detailed in the Feb. 24 issue of the journal Physical Review Letters.

The Z machine is the largest X-ray generator in the world. It’s designed to test materials under extreme temperatures and pressures. It works by releasing 20 million amps of electricity into a vertical array of very fine tungsten wires. The wires dissolve into a cloud of charged particles, a superheated gas called plasma.

A very strong magnetic field compresses the plasma into the thickness of a pencil lead. This causes the plasma to release energy in the form of X-rays, but the X-rays are usually only several million degrees.

Sandia researchers still aren’t sure how the machine achieved the new record. Part of it is probably due to the replacement of the tungsten steel wires with slightly thicker steel wires, which allow the plasma ions to travel faster and thus achieve higher temperatures.

One thing that puzzles scientists is that the high temperature was achieved after the plasma’s ions should have been losing energy and cooling. Also, when the high temperature was achieved, the Z machine was releasing more energy than was originally put in, something that usually occurs only in nuclear reactions.

Sandia consultant Malcolm Haines theorizes that some unknown energy source is involved, which is providing the machine with an extra jolt of energy just as the plasma ions are beginning to slow down.

Sandia National Laboratories is located by Albuquerque New Mexico and is part of the U.S. Department of Energy (DOE).

En résumé, une machine à rayon X a produit une température de 3,6 milliards de degré Farenheit (soit 1 999 999 982 Kelvin, ou deux milliards), alors que la température interne du soleil est de 15 millions de kelvin seulement. woohoo ! Et en plus de ça, il semble que l'expérience ait produit plus d'énergie qu'elle n'en ait consommé. Si ça se confirme, c'est peut-être une bonne nouvelle pour l'espèce humaine.

Xarius · 09/03/2006, 12h53

Citation :

Publié par Aloïsius

Et en plus de ça, il semble que l'expérience ait produit plus d'énergie qu'elle n'en ait consommé. Si ça se confirme, c'est peut-être une bonne nouvelle pour l'espèce humaine.

Cela dit, je flipperais un peu d'avoir un four qui chauffe à 3,6 milliards Fahreinheit dans ma voiture

willoi · 09/03/2006, 12h56

Citation :

Publié par Aloïsius

En résumé, une machine à rayon X a produit une température de 3,6 milliards de degré Farenheit (soit 1 999 999 982 Kelvin, ou deux milliards), alors que la température interne du soleil est de 15 millions de kelvin seulement. woohoo ! Et en plus de ça, il semble que l'expérience ait produit plus d'énergie qu'elle n'en ait consommé. Si ça se confirme, c'est peut-être une bonne nouvelle pour l'espèce humaine.

Oui enfin pour la science c'est peut être une bonne nouvelle, mais pour l'humanité je ne sais pas : il avait fait très chaud à Hiroshima aussi !
Tout dépend qui utilise la science et à quelles fins?

Bon je m'arrête là car je ne sais pas vers quoi tu veux orienter le débat ...

Mothra · 09/03/2006, 12h58

Très intéressant, d'autant plus que le Sandia National Laboratory est un institut nucléaire très sérieux, aussi les résultats sont très probablement parfaitement exacts.

Question annexe : la température du centre du soleil n'est elle pas inférieure à la température de l'extérieur (sous la surface, mais plus loin que le coeur) ? J'ai souvenir de ceci mais c'est bien vague.

Grotougne · 09/03/2006, 13h01

Surprenant pour le moins, mais scientifiquement intéressant.

Vivement qu'on nous étaye un peu ça voir si c'est validé et, si oui, quelles théories vont en ressortir.

Eflin · 09/03/2006, 13h09

Citation :

Publié par Mothra

Question annexe : la température du centre du soleil n'est elle pas inférieure à la température de l'extérieur (sous la surface, mais plus loin que le coeur) ? J'ai souvenir de ceci mais c'est bien vague.

La couronne solaire est un plasma peu dense mais chaud (qq dizaines de milliers de K), la photosphère est elle à 6000K et est beaucoup plus lumineuse.

Il doit y avoir une autre couche intermédiaire. (ah oui la chromosphère)

kermo · 09/03/2006, 13h13

Cool, comme quoi il y a des trucs plus intéressants à étudier que l'influence de la lune sur la pousse des cheveux

Aloïsius · 09/03/2006, 13h14

Citation :

Publié par willoi

Oui enfin pour la science c'est peut être une bonne nouvelle, mais pour l'humanité je ne sais pas : il avait fait très chaud à Hiroshima aussi !
Tout dépend qui utilise la science et à quelles fins?

Bon je m'arrête là car je ne sais pas vers quoi tu veux orienter le débat ...

Je ne prétends pas "orienter" le débat. L'information me semble intéressante et nous change un peu des sujets politiques rasoirs... On peut jouer les physiciens en charentaise et rêver aux implications d'une telle découverte, positives ou négatives.
Cela étant, je crois qu'on est encore loin de la limite de Planck

Bfah · 09/03/2006, 13h16

Très interessant. Quelqu'un aurait lu leur papier par hasard ? (j'ai arrêté la physique pure et dure, je n'ai plus accès facilement aux Phys. Rev. et autres Journal of Applied Physics). Ne serait ils pas plus ou moins en train de suggérer qu'il est envisageable de considérer la fusion d'éléments métalliques ou lourds (Fe, W) en lieu et place des classiques deuterium et Tritium ? J'avoue que je serais reconnaissant si quelqu'un pouvait me balancer l'abstract et la ref du papier

Soir · 09/03/2006, 13h22

C'est à la fois amusant et inquiétant, que ce résultat soit obtenu par hasard, de manière imprévue. On espère que ce genre de résultats imprévus ne se reproduira pas dans des circonstances plus critiques...

willoi · 09/03/2006, 13h24

Citation :

Publié par Aloïsius

Je ne prétends pas "orienter" le débat. L'information me semble intéressante et nous change un peu des sujets politiques rasoirs... On peut jouer les physiciens en charentaise et rêver aux implications d'une telle découverte, positives ou négatives.
Cela étant, je crois qu'on est encore loin de la limite de Planck

Bon, autant commencer par là, mes connaissances en physique sont très succintes, mais cela je pense que tu l'avais remarqué, donc la limite de Planck pour moi, c'est un peu du chinois !!!

Par contre, je disais juste que pour l'orientation du débat, je craignais une dérive vers quelque chose du genre "la science au service de qui et de quoi" et ce n'est peut-être pas le propos.

Alors je voulais juste savoir en quoi tu penses que c'est une bonne nouvelle pour l'espèce humaine ?

Aloïsius · 09/03/2006, 13h26

l'abstract, j'ai pas trouvé. A la place, sur leur site, il y a ça :

Citation :

ALBUQUERQUE, N.M. — Sandia’s Z machine has produced plasmas that exceed temperatures of 2 billion degrees Kelvin — hotter than the interiors of stars.

The unexpectedly hot output, if its cause were understood and harnessed, could eventually mean that smaller, less costly nuclear fusion plants would produce the same amount of energy as larger plants.

The phenomena also may explain how astrophysical entities like solar flares maintain their extreme temperatures.

The very high radiation output also creates new experimental environments to help validate computer codes responsible for maintaining a reliable nuclear weapons stockpile safely and securely — the principal mission of the Z facility.

“At first, we were disbelieving,” says Sandia project lead Chris Deeney. “We repeated the experiment many times to make sure we had a true result and not an ‘Ooops’!”

The results, recorded by spectrometers and confirmed by computer models created by John Apruzese and colleagues at Naval Research Laboratory, have held up over 14 months of additional tests.

A description of the achievement, as well as a possible explanation by Sandia consultant Malcolm Haines, well-known for his work in Z pinches at the Imperial College in London, appeared in the Feb. 24 Physical Review Letters.

Sandia is a National Nuclear Security Administration laboratory.

What happened and why?
Z’s energies in these experiments raised several questions.

First, the radiated x-ray output was as much as four times the expected kinetic energy input.

Ordinarily, in non-nuclear reactions, output energies are less — not greater — than the total input energies. More energy had to be getting in to balance the books, but from where could it come?

Second, and more unusually, high ion temperatures were sustained after the plasma had stagnated — that is, after its ions had presumably lost motion and therefore energy and therefore heat — as though yet again some unknown agent was providing an additional energy source to the ions.

Sandia’s Z machine normally works like this: 20 million amps of electricity pass through a small core of vertical tungsten wires finer than human hairs. The core is about the size of a spool of thread. The wires dissolve instantly into a cloud of charged particles called a plasma.

The plasma, caught in the grip of the very strong magnetic field accompanying the electrical current, is compressed to the thickness of a pencil lead. This happens very rapidly, at a velocity that would fly a plane from New York to San Francisco in several seconds.

At that point, the ions and electrons have nowhere further to go. Like a speeding car hitting a brick wall, they stop suddenly, releasing energy in the form of X-rays that reach temperatures of several million degrees — the temperature of solar flares.

The new achievement — temperatures of billions of degrees — was obtained in part by substituting steel wires in cylindrical arrays 55 mm to 80 mm in diameter for the more typical tungsten wire arrays, approximately only 20 mm in diameter. The higher velocities achieved over these longer distances were part of the reason for the higher temperatures.

(The use of steel allowed for detailed spectroscopic measurements of these temperatures impossible to obtain with tungsten.)

Haines theorized that the rapid conversion of magnetic energy to a very high ion plasma temperature was achieved by unexpected instabilities at the point of ordinary stagnation: that is, the point at which ions and electrons should have been unable to travel further. The plasma should have collapsed, its internal energy radiated away. But for approximately 10 nanoseconds, some unknown energy was still pushing back against the magnetic field.

Haines’ explanation theorizes that Z’s magnetic energies create microturbulences that increase the kinetic energies of ions caught in the field’s grip. Already hot, the extra jolt of kinetic energy then produces increased heat, as ions and their accompanying electrons release energy through friction-like viscous mixing even after they should have been exhausted.

High temperatures previously had been assumed to be produced entirely by the kinetic flight and intersection of ions and electrons, unaided by accompanying microturbulent fields.

Z is housed in a flat-roofed building about the size and shape of an aging high-school gymnasium.

This work has already prompted other studies at Sandia and at the University of Nevada at Reno.

et une zouli image ici

Sinon, la limite de Planck, pour la température, c'est 10 puissance 32 degré. Au delà de cette limite, les lois de la physique ne s'appliquent plus, si ma mémoire est bonne.

En quoi ceci est une bonne nouvelle ? Et bien, si cela n'ouvre pas une porte sur une dimension hostile, ni ne crée un trou noir qui détruise la planète, comme Soir semble le craindre, c'est peut-être une nouvelle source d'énergie qui nous tend les bras...

kermo · 09/03/2006, 13h31

C'est vrai qu'en plus de l'énergie faudrait voir ce que ça consomme comme matière.
Si pour faire fonctionner les fours du futur faut des tonnes de fer j'en connais qui vont râler.

pamoipamoi · 09/03/2006, 13h31

Citation :

Publié par willoi

Alors je voulais juste savoir en quoi tu penses que c'est une bonne nouvelle pour l'espèce humaine ?

Surement car la réaction est génératrice d'énergie, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles voies de remplacement des énergies fossiles.

enfin moi je l'ai compris comme ça.

Eflin · 09/03/2006, 13h33

Citation :

Ion Viscous Heating in a Magnetohydrodynamically Unstable Z Pinch at Over 2×109 Kelvin

M. G. Haines,1 P. D. LePell,2 C. A. Coverdale,3 B. Jones,3 C. Deeney,3 and J. P. Apruzese4

1Physics Department, Imperial College, London SW7 2BW, United Kingdom
2Ktech Corporation, Albuquerque, New Mexico, USA
3Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA
4Plasma Physics Division, Naval Research Laboratory, Washington, District of Columbia, USA

(Received 13 May 2005; revised 17 October 2005; published 23 February 2006)

Pulsed power driven metallic wire-array Z pinches are the most powerful and efficient laboratory x-ray sources. Furthermore, under certain conditions the soft x-ray energy radiated in a 5 ns pulse at stagnation can exceed the estimated kinetic energy of the radial implosion phase by a factor of 3 to 4. A theoretical model is developed here to explain this, allowing the rapid conversion of magnetic energy to a very high ion temperature plasma through the generation of fine scale, fast-growing m=0 interchange MHD instabilities at stagnation. These saturate nonlinearly and provide associated ion viscous heating. Next the ion energy is transferred by equipartition to the electrons and thus to soft x-ray radiation. Recent time-resolved iron spectra at Sandia confirm an ion temperature Ti of over 200 keV (2×109 degrees), as predicted by theory. These are believed to be record temperatures for a magnetically confined plasma.

©2006 The American Physical Society

http://link.aps.org/abstract/PRL/v96/e075003

Alain/Damax · 09/03/2006, 13h42

Citation :

Publié par Aloïsius

En résumé, une machine à rayon X a produit une température de 3,6 milliards de degré Farenheit (soit 1 999 999 982 Kelvin, ou deux milliards), alors que la température interne du soleil est de 15 millions de kelvin seulement. woohoo ! Et en plus de ça, il semble que l'expérience ait produit plus d'énergie qu'elle n'en ait consommé. Si ça se confirme, c'est peut-être une bonne nouvelle pour l'espèce humaine.

Il ne faut pas oublier que le soleil est une Naine Jaune

Peut-être qu'avec les Supernova, cette température au coeur de ces étoiles est supérieur à 2 000 000 000 de degrés Kelvin.

Donc, ce n'est pas étonnant qu'une machine à rayon X puisse atteindre une telle température.

Aloïsius · 09/03/2006, 13h48

Citation :

Publié par Alain/Damax

Il ne faut pas oublier que le soleil est une Naine Jaune

Nan, je suis sur que ce terme n'existe pas... Il y a des naines rouges et brunes, mais les jaunes sont des étoiles moyennes, si je ne me trompe.

Eflin · 09/03/2006, 13h54

Oui 'naine jaune' n'existe pas ^^ 'Nain jaune' ça peut faire penser à quelque chose mais je ne crois pas que ce soit de l'astrophysique.

Les naines blanches sont des étoiles ayant épuisé leur réserve d'hélium et forment un gaz relativiste maintenu par la 'pression' de Pauli des électrons. Voir limite de Chandrasekhar (coeur de masse inférieur à 1.4 masse solaire) etc etc.

Le soleil est une étoile relativement standard.

EDIT: ben dis donc j'en apprend tous les jours. Première fois que j'entends ce terme.

pamoipamoi · 09/03/2006, 13h54

Notre soleil est une naine jaune (Type G2V).

On utilise pas beaucoup ce terme de "naine" jaune, mais :

le soleil est classé parmis les naines, il est plutôt petit,

il est jaune

harermuir · 09/03/2006, 13h56

Citation :

Publié par Soir

On espère que ce genre de résultats imprévus ne se reproduira pas dans des circonstances plus critiques...

Qu'est ce qu'on se ferait chier, quand même, si toutes les expériences données exactement le résultat attendu ...

Toliman · 09/03/2006, 14h12

Citation :

Publié par harermuir

Qu'est ce qu'on se ferait chier, quand même, si toutes les expériences données exactement le résultat attendu ...

Avril 1986, Tchernobyl...

"Comment ca, youri, "j'arrive pas a arrêter la machine!" ???"

Alain/Damax · 09/03/2006, 14h12

Citation :

Publié par Aloïsius

Nan, je suis sur que ce terme n'existe pas... Il y a des naines rouges et brunes, mais les jaunes sont des étoiles moyennes, si je ne me trompe.

D'après Wikipedia, si.

Citation :

En astronomie, une naine jaune est une étoile de taille moyenne (les astronomes ne classent les étoiles qu'en naines ou en géantes), soit entre 1 et 1,4 fois la masse solaire, et qui appartient à la séquence principale. Les naines jaunes transforment dans leur cœur de l'hydrogène en hélium, par un processus de fusion nucléaire.

Le Soleil est l'exemple le plus connu de naine jaune. Leur température de surface est de 6000°C environ, et leur couleur jaune vif, presque blanc. La durée de vie d'une telle étoile étant d'environ 10 milliards d'années. À la fin de leur vie, ces étoiles se mettent à grossir démesurément, pour devenir des géantes rouges. Lorsque ceci arrivera au Soleil, il s'étendra jusqu'à engloutir entièrement la Terre. Plus tard il s'effondrera à nouveau sur lui-même, laissant derrière lui une bonne partie des gaz le composant, pour former une naine blanche entourée d'une nébuleuse planétaire.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Naine_jaune

Bfah · 09/03/2006, 14h33

Merci pour le lien Eflin, je vais tacher de me le procurer de ce pas, le sujet m'intéresse même si je ne bosse plus dans le domaine.

Mon colloc étant à Blackett Lab IC, je devrais pouvoir même avec un peu de bol aller en discuter avec la personne concernée si j'en ai l'occase et s'il la connait (lui étant dans le département HEP). Par contre je vais devoir me retaper les bouquins de théorie pour me remettre à niveau avant je pense

Stylo · 09/03/2006, 14h41

Nan mais euh..
Quelqu un d assez urbain pourrait il me dire une (ou plusieurs hein sil a de l imagination) application de cette découverte ?
'fin jveux dire ouais c est genial tout ça, on sait comment griller des elevages de poulet en tres peu de temps avec ça, mais en fait ?

Eflin · 09/03/2006, 14h42

Citation :

Publié par Alain/Damax

D'après Wikipedia, si.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Naine_jaune

Intéressant, cette dénomination est utilisée dans beaucoup de sites de vulgarisation, mais c'est la première fois que j'en entends parler (ou alors j'ai la mémoire qui flanche). La classification géantes/naines est peut être historique., mais ce n'est pas vraiment usité. Quelqu'un sait ?

Ca me donne la même impression que lorsque l'on tombe sur un vieil article parlant de nébulosité pour désigner une galaxie.

Xarius Alpha & Oméga	Citation : Publié par Aloïsius Et en plus de ça, il semble que l'expérience ait produit plus d'énergie qu'elle n'en ait consommé. Si ça se confirme, c'est peut-être une bonne nouvelle pour l'espèce humaine. Cela dit, je flipperais un peu d'avoir un four qui chauffe à 3,6 milliards Fahreinheit dans ma voiture
09/03/2006, 12h53

Mothra	Très intéressant, d'autant plus que le Sandia National Laboratory est un institut nucléaire très sérieux, aussi les résultats sont très probablement parfaitement exacts. Question annexe : la température du centre du soleil n'est elle pas inférieure à la température de l'extérieur (sous la surface, mais plus loin que le coeur) ? J'ai souvenir de ceci mais c'est bien vague.
09/03/2006, 12h58

Grotougne Alpha & Oméga	Surprenant pour le moins, mais scientifiquement intéressant. Vivement qu'on nous étaye un peu ça voir si c'est validé et, si oui, quelles théories vont en ressortir.
09/03/2006, 13h01

kermo Alpha & Oméga	Cool, comme quoi il y a des trucs plus intéressants à étudier que l'influence de la lune sur la pousse des cheveux
09/03/2006, 13h13

Soir	C'est à la fois amusant et inquiétant, que ce résultat soit obtenu par hasard, de manière imprévue. On espère que ce genre de résultats imprévus ne se reproduira pas dans des circonstances plus critiques...
09/03/2006, 13h22

kermo Alpha & Oméga	C'est vrai qu'en plus de l'énergie faudrait voir ce que ça consomme comme matière. Si pour faire fonctionner les fours du futur faut des tonnes de fer j'en connais qui vont râler.
09/03/2006, 13h31

pamoipamoi Alpha & Oméga	Citation : Publié par willoi Alors je voulais juste savoir en quoi tu penses que c'est une bonne nouvelle pour l'espèce humaine ? Surement car la réaction est génératrice d'énergie, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles voies de remplacement des énergies fossiles. enfin moi je l'ai compris comme ça.
09/03/2006, 13h31

Aloïsius Alpha & Oméga	Citation : Publié par Alain/Damax Il ne faut pas oublier que le soleil est une Naine Jaune Nan, je suis sur que ce terme n'existe pas... Il y a des naines rouges et brunes, mais les jaunes sont des étoiles moyennes, si je ne me trompe.
09/03/2006, 13h48

pamoipamoi Alpha & Oméga	Notre soleil est une naine jaune (Type G2V). On utilise pas beaucoup ce terme de "naine" jaune, mais : le soleil est classé parmis les naines, il est plutôt petit, il est jaune
09/03/2006, 13h54

harermuir Alpha & Oméga	Citation : Publié par Soir On espère que ce genre de résultats imprévus ne se reproduira pas dans des circonstances plus critiques... Qu'est ce qu'on se ferait chier, quand même, si toutes les expériences données exactement le résultat attendu ...
09/03/2006, 13h56

Toliman Légende	Citation : Publié par harermuir Qu'est ce qu'on se ferait chier, quand même, si toutes les expériences données exactement le résultat attendu ... Avril 1986, Tchernobyl... "Comment ca, youri, "j'arrive pas a arrêter la machine!" ???"
09/03/2006, 14h12

Stylo Alpha & Oméga	Nan mais euh.. Quelqu un d assez urbain pourrait il me dire une (ou plusieurs hein sil a de l imagination) application de cette découverte ? 'fin jveux dire ouais c est genial tout ça, on sait comment griller des elevages de poulet en tres peu de temps avec ça, mais en fait ?
09/03/2006, 14h41

3,6 milliards de degrés en laboratoire : owned le soleil !

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