Izen berezia bai eztanda mota hauenak, ezta? Baina, zer dira? Nondik datorkio bere izen berezi hau? Goazen hau guztia pausuz-pausu ikustera. Charles Augustin de Coulomb XVIII. mendean bizi izan zen fisikari frantziar bat zen. Bere lanetan famatuenetakoa, bi kargen arteko elkarrekintza deskribatzen zuen legea lortzea izan zen. Gaur egun, badakigu zeinu berdineko bi kargek (+ zein -) elkar aldaratzen dutela, eta aldiz, zeinu kontrakoek elkar erakartzen dutela. Coulomb-ek lortu zuen elkarrekintza hauen nondik norakoak ulertzea. Hortaz, Coulomb eztandak ulertzeko lehen pista lortu dugu. Murgil gaitezen pixka bat gehiago mundu honetan...
Demagun karga berdineko bi partikula gerturatzen ditugula, bakoitza esku batean. Elkarrengandik alderatzeko indarra nabarituko dute, baina gure eskuek gertu mantentzen dituzte. Bapatean askatzen baditugu, berehala alderatzen dira. Zenbat eta karga handiagoa izan, orduan eta azkarrago urruntzen dira. Karga hau nukleo atomikoa bada, eta abiadura nahikoa lortzen badu, beste nukleo batekin fusionatzeko abiadura (energia) nahikoa izanen du. Hau da, modu laburrean, Coulomb eztandetan aztertzen den prozesua. Baina, nola lortu kargarik gabeko materiatik hau gertatzea?
Atomoak kargarik gabeko elementuak dira, baina kargaturik dauden osagaietaz osatuta daude, protoiez eta elektroiez. Protoiek, neutroiekin batera, positiboki kargatuta dagoen nukleoa osatzen dute, eta elektroiak honen inguruan bueltaka dabiltza (atomoaren egitura sakonago ikusteko, irakurri hemen eta hemen). Hortaz, lortuko bagenu atomo batetik bapatean elektroiak kentzea, karga positibo handia duen partikula bat lortuko genuke. Hau, gertu dagoen atomo multzo batekin eginen bagenu, oso gertu dauden karga positibo asko lortuko genituzke. Baina, zer materialetan ditugu atomo bat baino gehiago? Molekuletan eta nanopartikuletan. Nola ken dezakegu elektroiak nanopartikula hauetatik? Dagoeneko ikusi dugu erradiazio elektromagnetiko mota batzuk hau egiten ahal dutela (ikusi hemen). Hortaz, gure nanopartikula bat erradiazio elektromagnetiko egokiarekin irradiatzen badugu, elektroiak askatzen ahal ditugu bertatik. Beheko irudian ikus dezakezue hau nola gertatzen den.
Kasu honetan, 55 Xenon atomoz osatutako nanopartikula bat dugu, irudian (a) letraz irudikatuta. Laser batekin irradiatzerakoan, elektroiak askatzeko behar ditugun fotoi motak bidaltzen ditugu bakarrik. Laser honen intentsitatea oso handia izan behar da. Beste hitzetan, elektroi asko askatu nahi ditugunez, fotoi asko bidali behar ditugu, elektroiak askatzeko behar dugun energia konkretuarekin. Honen eraginez, elektroi asko askatzen dira nanopartikulatik, (b) irudian ikus dezakegun moduan. Horrela, Xe atomo bakoitzatik 40 elektroi baino gehiago aska daitezke, +40 karga duten ioiak sortuz. Honela, oso gertu dauden eta karga positibo handia duten partikulak lortzen ditugu. Coulomb-en aldarapen indarra dela eta, gure nanopartikula ez da egonkorra, eta errepultsio hau dela medio, eztanda gertatzen da. Hau dela eta, prozesu hauei Coulomb Eztandak deitzen zaie.
Prozesu honetan, ioiek oso abiadura handiak lortzen dituzte. Baldintza egokietan, ioiek lorturiko energia zinetikoa fusio nuklearra lortzeko adinakoa da, hidrogeno isotopoak sartuta badaude. Hau dela eta, Coulomb Eztanden aplikazioetako bat fusio nuklearra da, baina ez bakarra. Materialen ikerketan, neutroi iturri moduan ere erabil daiteke, ala izarren nukleoen sintesia aztertzeko (izarrak laborategian). Partikula azeleragailuetan ere erabil daiteke.
Esperimentuan, laborategian, ez dute 55 Xe atomoz osatutako nanopartikula bakarra lortzen, hauetako asko baizik. Irudian horrelako simulazio bat ikusten ahal duzue. Fusioa nanopartikula berdinetik ala desberdinetik datozen elementuen artean lor daiteke.
Prozesu esperimental hau oso garestia da, eta bakarrik leku konkretuetan egin daiteke. Unibertsitatean egitea ezinezkoa da. Hau dela eta, prozesu honen simulazioak gero eta garrantzitsuagoak dira. Simulazioen bidez, prozesua ulertzeko eta hobetzeko eman behar diren pausuak aztertzen ahal dira, askoz ere merkeago. Hau dela eta, gure taldean horrelako simulazioak egiten ditugu. Esan beharra dago, prozesu hau oraindik oso egoera esperimentalean dagoela. Asko falta da hau modu sistematikoan egiten lortzeko.
Honen inguruan gehiago nahi baduzue jakin, hemen xehetasun gehiago aurkitzen ahal dituzue.
Descargo de responsabilidad: He utilizado las imágenes sin ánimo de lucro, con un objetivo de investigación y estudio, en el marco del principio de uso razonable - sin embargo, estoy dispuesto a retirarlas en caso de cualquier infracción de las leyes de copyright.Disclaimer: I have used the images in a non for profit, scholarly interest, under the fair use principle - however, I am willing to remove them if there is any infringement of copyright laws.
iruzkinik ez:
Argitaratu iruzkina