Des physiciens de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ont pris des shots spectaculaires qui permettent de visualiser et de suivre en temps réel le processus d’allumage du plasma sous l’eau. Le Dr Katharina Grosse a fourni les premiers ensembles de données à extremely-haute résolution temporelle, soutenant une nouvelle hypothèse sur l’inflammation de ces plasmas : dans la gamme de la nanoseconde, il n’y a pas assez de temps pour former un environnement gazeux. Les électrons générés par les effets de champ conduisent à la propagation du plasma. Le plasma nanoseconde s’enflamme directement dans le liquide, quelle que soit la polarité de la pressure. Le rapport du Collaborative Research Heart 1316 « Transient Atmospheric Stress Plasmas: from Plasma to Liquids to Solids » a été publié dans le Journal of Utilized Physics et Rubin, le journal scientifique de la RUB.



Rendre seen le développement du plasma

Afin d’analyser remark le plasma s’enflamme sur de courtes durées et comment cet allumage fonctionne dans le liquide, le physicien Grosse applique une haute pressure pendant dix nanosecondes à une électrode good comme un cheveu immergée dans l’eau. Le fort champ électrique ainsi généré provoque l’inflammation du plasma. En utilisant la spectroscopie optique à grande vitesse en combinaison avec la modélisation de la dynamique des fluides, le chercheur basé à Bochum est capable de prédire la puissance, la pression et la température dans ces plasmas sous-marins. Elle élucide ainsi le processus d’allumage et le développement du plasma dans la gamme nanoseconde

Selon ses observations, les conditions dans l’eau sont extrêmes au instant de l’inflammation. Pendant une courte période, des pressions de plusieurs milliers de bars sont créées, ce qui équivaut ou même dépasse la pression au stage le additionally profond de l’océan Pacifique, ainsi que des températures de plusieurs milliers de degrés similaires à la température de surface area du soleil.



Effets tunnel sous l’eau

Les mesures remettent en lead to la théorie dominante. Jusqu’à présent, il a été supposé qu’une différence de pression négative élevée se forme à la pointe de l’électrode, ce qui conduit à la formation de très petites fissures dans le liquide avec des expansions de l’ordre du nanomètre, dans lesquelles le plasma peut alors se propager. « On a supposé qu’une avalanche d’électrons se formait dans les fissures sous l’eau, rendant l’inflammation du plasma feasible », explique Achim von Keudell, titulaire de la chaire de physique expérimentale II. Cependant. explique Grosse.

Pour tenter d’expliquer ce phénomène, la physicienne utilise l’effet tunnel de la mécanique quantique. Cela décrit le fait que les particules sont capables de franchir une barrière énergétique qu’elles ne devraient pas pouvoir franchir selon les lois de la physique conventionnelle, motor vehicle elles n’ont pas assez d’énergie pour le faire. « Si vous regardez les enregistrements de l’allumage du plasma, tout indique que des électrons individuels traversent la barrière énergétique des molécules d’eau jusqu’à l’électrode, où ils enflamment le plasma localement, précisément là où le champ électrique est le as well as élevé », explique Grosse. Cette théorie a beaucoup d’atouts et fait l’objet de nombreuses conversations parmi les specialists.

L’eau est divisée en ses composants

Le processus d’allumage sous l’eau est aussi fascinant que les résultats de la réaction chimique sont prometteurs pour des programs pratiques. Les spectres d’émission montrent qu’aux impulsions nanosecondes, les molécules d’eau n’ont additionally la possibilité de compenser la pression du plasma. L’inflammation du plasma les décompose en leurs composants, à savoir l’hydrogène et l’oxygène atomiques. Ce dernier réagit facilement avec les surfaces. Et c’est précisément là que réside le grand potentiel, explique le physicien Grosse :  » L’oxygène libéré peut potentiellement réoxyder les surfaces catalytiques dans les cellules électrochimiques afin qu’elles se régénèrent et développent à nouveau pleinement leur activité catalytique.