Lauren Biron, UC Davis tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İki kameralı konfiqurasiyanın sxemi. Müəllif: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74421-1

Yüksək temperaturda sintez günəşi enerji ilə təmin edir və istifadə olunarsa, Yer kürəsində potensial enerji mənbəyi təmin edə bilər. Lakin sintez reaksiyalarının idarə olunmasının digər faydaları da var. Bu proses həmçinin tibb, tədqiqat və milli təhlükəsizlik kimi bir sıra tətbiqlərdə istifadə olunan neytron adlanan subatom hissəcikləri də yaradır.

Kaliforniya Universitetinin Devis və Enerji Departamentinin Lorens Berkli Milli Laboratoriyasının (Berkli Laboratoriyası) alimləri müəyyən ediblər ki, birləşmə reaksiyasını əhatə edən materiallar, xüsusən də birləşmənin nadir hallarda baş verdiyi aşağı enerjilərdə onun baş vermə tezliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. Onların tədqiqatı Nature Communications jurnalında dərc olunub . Tədqiqatın ilk müəllifi Kaliforniya Universitetinin Devisdəki Munday laboratoriyasında doktorantura namizədi Mika Karahadiandır.

Onların yanaşması bərk materiallar daxilində nüvə reaksiyalarını öyrənmək və mühəndislik etmək üçün bir yol yaradır və “materiallara əsaslanan birləşmə”nin yeni bir sahəsini açır. Tədqiqatçılar, katalizatorların kimyəvi prosesləri sürətləndirməsi kimi, yalnız sərt birləşmə şərtlərindən sağ çıxmaq üçün materiallar dizayn etmək əvəzinə, müəyyən şərtlər altında reaksiyanı gücləndirən materiallar dizayn edə bilərlər.

“Bu, sizə əvvəllər olmayan yeni bir dönmə düyməsi verir”, Berkeley Laboratoriyasının Sürətləndirici Texnologiya və Tətbiqi Fizika Bölməsinin (ATAP) Füzyon Elmi və İon Şüası Texnologiyası qrupunun rəhbəri, həmmüəllif Arun Persaud bildirib. “Əgər bu effekti daha yaxşı başa düşsək, müəyyən şərtlər altında füzyon sürətinə təsir edəcək yeni materialların hazırlanmasına qapı açılır. Gələcəkdə irəliləyişlər yüklərin yoxlanılması, planetar elm və tibbi terapiya və görüntüləmə kimi hər cür tətbiqə malik daha kompakt və səmərəli neytron generatorlarına imkan yarada bilər.”

Təcrübədə tədqiqatçılar deuteriumun – tez-tez ərimədə istifadə olunan ağır hidrogen forması olan deuteriumun – palladium və titandan hazırlanmış nazik folqalara yığılması üçün iki fərqli metoddan istifadə etdilər. Daha sonra onlar folqalara müxtəlif enerjilərdə deuterium ionları şüası atdılar və ərimənin nə qədər tez-tez baş verdiyini ölçdülər. Onlar müxtəlif materiallardan və metodlardan əldə edilən sürətləri “çılpaq” ərimə reaksiyası ilə (materialda deyil) müqayisə etdilər.Kaliforniya Universitetinin professoru Jeremy Munday (solda) və tədqiqata rəhbərlik edən doktorantura namizədi Micah Karahadian Kaliforniya Universitetinin Devis şəhərindəki eksperimental qurğunun yanında dayanırlar. Müəllif: Marina Leite, Kaliforniya Universitetinin Devis şəhərindəki Devis şəhərindəki Devis şəhərindəki Devis Universiteti.

Təəccüblü bir qaynaşma yaylası

Komanda, deuteriumun metal folqalara necə yüklənməsindən asılı olduğunu aşkar etdi. Ən böyük təsir, nəzəriyyənin, birləşmə sürətlərinin kəskin şəkildə aşağı düşəcəyini proqnozlaşdırdığı 2,5 kiloelektronvoltdan (keV) aşağı olan ən aşağı enerjilərdə müşahidə edildi. Bunun əvəzinə, tədqiqatçılar təəccüblü bir plato tapdılar: Bəzi nümunələrdə yüksək birləşmə sürətləri çılpaq birləşmə reaksiyalarından təxminən bir kvintilyon dəfə yüksək idi. (Kvintilyon 1-dən sonra 18 sıfırdır.)

Tədqiqatçılar bunun niyə baş verdiyini tam olaraq bilmirlər, baxmayaraq ki, onları sınaqdan keçirmək üçün bəzi fikirləri və yolları var. Materialdakı elektronlar və qüsurlar deuterium nüvələri arasındakı itələyici elektrostatik qüvvələri qismən qoruya bilər və bu da onların bir-birinə yaxınlaşmasını və birləşməsini asanlaşdırır. Materialların elektron quruluşunu, qüsurlarını və tərkibini tənzimləmək nüvə reaksiyalarının daha asan baş verməsinə kömək edə bilər.

Mühəndislik Kollecinin müxbir müəllifi, UC Davis professoru Jeremy Munday bildirib ki, “Bu, mexanizmi daha yaxşı başa düşməkdən və onu təkmilləşdirməyə çalışmaqdan irəli gəlir. Biz gördük ki, nüvə birləşmə sürətlərini artıra bilərik, bəs limit nədir? Bunu daha aşağı temperaturlara və ya enerjilərə çatdıra bilərikmi? Təbii ki, nüvə birləşməsinə çox maraq və həyəcan var, ona görə də bu aşağı enerji şkalalarında fizika haqqında öyrənə biləcəyimiz bir şey varsa, bəlkə də nüvə elminin digər sahələrinə də tətbiq edə biləcəyimiz bir şey var.”

Komanda daha geniş çeşiddə materialları araşdırmağı və gözlənilməz sintez platosunu daha aşağı enerjilərdə araşdırmağa davam etməyi planlaşdırır. Onların işi bərk materialların nüvə reaksiyalarına necə təsir etdiyini öyrənmək üçün təkrarlana bilən eksperimental platforma yaradır və sintez elmini materialşünaslıq və kimya ilə əlaqələndirən yeni bir tədqiqat sahəsi yaradır.

ATAP-ın direktoru, həmmüəllif Kameron Geddes bildirib ki, “Əsər qəti şəkildə göstərir ki, aşağı temperaturda birləşmənin baş verdiyi maddi mühit passiv qab deyil, aktiv iştirakçıdır.” “Bu, birləşmə tədqiqatlarına yeni bir ölçü qatır.”

Nəşr detalları

Micah E. Karahadian və digərləri, Sub-keV enerji rejimində gücləndirilmiş nüvə birləşməsi, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74421-1

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Əsas anlayışlar

Nüvə reaksiyalarıSürətləndirici tətbiqlər

UC Davis tərəfindən təmin edilir