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Les ingénieurs créent un anneau de plasma stable à l'aide d'un jet d'eau et d'une plaque de cristal


Les ingénieurs ont pour la première fois créé un anneau stable de plasma en plein air. La découverte a été une surprise pour Morteza (Mory) Gharib et ses collègues chercheurs du California Institute of Technology (Caltech). Nous voyons les plasmas se produire le plus souvent naturellement sous forme d'éclair ou dans des objets artificiels tels que des outils de coupe au plasma ou des globes fluorescents. Le plasma n’a pas sa propre forme naturelle. La foudre prend son aspect fourchu lorsque le plasma suit un chemin de moindre résistance au sol et que les plasmas artificiels sont généralement contenus dans des aspirateurs ou des chambres. Mais Gharib et son équipe ont réussi à créer un anneau de plasma stable à l'air libre en utilisant simplement un jet d'eau et une plaque de cristal. Leurs découvertes surprenantes ont été publiées dans les Actes de la National Academy of Sciences.

Surprise Discovery utilise des outils simples

Co-auteur de l'article, Francisco Pereira du Marine Technology Research Institute en Italie, chercheur invité à Caltech décrit leur succès: «Certains collègues nous ont dit que ce n'était même pas possible. Mais nous pouvons créer un anneau stable et maintenir aussi longtemps que nous le voulons, pas de vide ou de champ magnétique ou quoi que ce soit. Ils ont réussi cette percée en tirant un jet d'eau sur une plaque de cristal de haute qualité. L'eau jaillit d'une buse spécialement conçue qui peut créer un jet de 85 microns de diamètre qui frappe la plaque à 9 000 livres par pouce carré. que dans son contexte, il s'agit d'un jet d'eau plus petit qu'un cheveu humain se déplaçant aussi vite qu'une balle récemment tirée. Le fait de tirer l'eau sur le cristal induit l'effet triboélectrique. C'est à ce moment qu'une charge électrique s'accumule à cause du frottement avec un autre Dans ce cas particulier, lorsque l'eau frappe le cristal, elle crée un flux régulier d'ions chargés positivement à travers la surface chargée négativement du cristal. Là où l'eau frappe le cristal et s'arque, «le flux d'électrons ionise les atomes et molécules dans le gaz environnant près de la surface de l'eau, créant un beignet, ou tore, de plasma incandescent d'un diamètre de dizaines de microns et visible au microscope. »

La technique pourrait avoir une application dans le stockage d'énergie

L'anneau créé par le jet d'eau est stable et peut être maintenu tant que l'eau coule. Au cours des expériences, les scientifiques ont remarqué que les téléphones portables présentaient des niveaux d'électricité statique élevés lorsqu'ils se trouvaient dans la même pièce que la configuration du jet. Ils ont découvert que le plasma émet en fait une fréquence élevée.

«Cela n'a jamais été vu auparavant. Nous pensons que c'est à cause des propriétés piézoélectriques des matériaux que nous avons utilisés dans nos expériences ", a déclaré Pereira. Bien qu'il n'y ait aucune application commerciale connue pour le tore de plasma à l'heure actuelle. Gharib a déposé une demande de brevet sur la technique de génération d'anneaux de plasma. Il pense qu'il pourrait y avoir des utilisations futures de la capacité de stocker de l'énergie.


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