Os EUA O Laboratório de Pesquisa Naval (NRL) está celebrando o 60 o aniversário de sua Divisão de Física do Plasma, marcando seis décadas de descoberta científica que tem avançado a compreensão do plasma, e suportado tecnologias críticas para a defesa nacional, ciência espacial e materiais avançados. Estabelecido em 1966, a divisão reuniu pesquisadores que estudavam a fusão magnética, efeitos nucleares, física do plasma espacial e a propagação de luz intensa e feixes de partículas através da atmosfera. Pesquisas iniciais de plasma no NRL foram fortemente influenciadas pelos desafios científicos da época da Guerra Fria, incluindo a necessidade de compreender os efeitos das detonações nucleares de alta altitude na ionosfera da Terra. Tais eventos poderiam criar grandes distúrbios de plasma artificial capazes de interromper as comunicações de rádio, sistemas de radar e desativar satélites críticos.
.Ao longo do tempo, os cientistas de plasma do NRL expandiram o escopo da Divisão, disse Joseph Peñano, Ph.D., superintendente da Divisão de Física Plasmática do NRL..Hoje, a Divisão trabalha através de suas quatro Fileiras de pesquisa que focam individualmente nas interações laser-plasma, plasmas espaciais, energia pulsada e energia direcionada. Nós desenvolvemos novas instalações experimentais para simular e testar em ambientes complexos, construimos modelos teóricos e computacionais para empurrar os limites da nossa compreensão, e criamos novas tecnologias para a Marinha que influenciaram campos que vão desde a energia de fusão a armas de energia direcionada, e engenharia de materiais avançados. Uma cultura de pesquisa misturando ciência e missão. Desde os seus primeiros dias, a Divisão de Física do Plasma tem equilibrado a investigação científica fundamental com a pesquisa centrada na missão.
.Vim para a Divisão de Física Plasmática NRL como pós-doutorado em 1998 e conheceu alguns dos físicos de plasma mais influentes no campo, disse Peñano..Todos estavam apaixonados pela ciência que estavam avançando e orgulhosos do seu serviço à Nação. Essa ética continua até hoje. Nós fazemos pesquisas de vanguarda e estamos sempre pensando em como nossas descobertas apoiam a segurança nacional e as necessidades operacionais da Marinha agora e no futuro. Compreendendo o Plasma e o Ambiente Espacial. O plasma, um gás carregado elétricamente composto por íons e elétrons livres, é o estado de matéria mais comum no universo. Ele compõe o Sol e as estrelas, preenche grande parte do espaço interplanetário, e é responsável pelo ambiente duro e dinâmico onde os satélites devem operar de forma confiável na ionosfera e magnetosfera da Terra.
.Entendendo o comportamento dinâmico do plasma do espaço próximo da Terra e, em última análise, previendo condições perigosas em evolução são essenciais para proteger valiosos satélites militares e civis,. disse William Amatucci, Ph.D., chefe do ramo de plasma espacial e laboratorial do NRL..Para ajudar a conseguir isso, nossa Filial construiu dispositivos de laboratório em grande escala para simular condições espaciais, projetou e implantou sensores avançados no espaço, e desenvolveu modelos teóricos e de computador para colmatar a brecha entre laboratório e espaço e compreender os fundamentos do comportamento do plasma espacial.. Outra ameaça crescente para as operações de satélite é a dos detritos que desperdiçam espaço após mais de meio século de vôo espacial. Estas pequenas partículas se movem em velocidades tão altas que uma colisão com um satélite pode estar terminando a missão. A Divisão de Física do Plasma desenvolveu conceitos novos para a detecção e remoção desses detritos, que são frequentemente impossíveis de detectar usando métodos existentes.
.O velocização dos detritos carregados pode criar assinaturas únicas no plasma, disse Guru Ganguli, Ph.D., cientista sênior da Divisão de Física Plasmática..As assinaturas de plasma podem ser muito maiores do que os detritos em si, apresentando uma oportunidade única para detectar, rastrear e, em última análise, removê- lo.. Física de alta densidade energética e poder pulsado. Entre as principais contribuições da divisão estão os avanços na física do plasma de alta densidade de energia, o estudo da matéria sob pressões, temperaturas e campos eletromagnéticos extremamente intensos.
Pesquisadores do NRL desenvolveram tecnologias de energia pulsada, como o diodo de rod- pinch, o tríodo reflexo e as fontes de radiação plasmática, dispositivos capazes de gerar explosões extremamente intensas de raios X. Estas tecnologias são usadas na tomada de fotos de raios- x de materiais em ambientes extremos, testando sistemas para dureza de radiação, ou estudando como a matéria se comporta com uma pressão extremamente alta, especificamente a equação do estado da matéria quente densa. Tais tecnologias têm suportado programas nacionais de laboratório que estudam a física relevante para a dissuasão nuclear e sistemas estratégicos.
їNossos pesquisadores desenvolveram e transicionaram fontes de radiação novas para testar sistemas estratégicos e suporte de hardware para o passado 55 anos, e continuará fazendo isso com nossas mais novas instalações para o próximo 50 anos,. disse Joe Schumer, Ph.D., chefe do NRLs Power Branch Pulsado.
Interações de Materiais Laser e Energia Dirigida. Os cientistas do NRL também desempenharam um papel importante no estudo das interações entre laser e matéria e da energia direcionada, um campo que examina como poderosos raios laser se propagam e interagem com a matéria, muitas vezes criando raios de partículas de alta energia e radiação.
.Fábricas laser de alta potência interagem com a matéria através de uma ampla gama de processos físicos,. disse Daniel Gordon, Ph.D., chefe da Filiala de Física de Energia Dirigida pelo NRLs.. Interações com ar, água e vários materiais, todas têm suas próprias características únicas. Usamos esse conhecimento de interações laser-matéria para avançar nas fontes laser de próxima geração e nos métodos de controle de raios para habilitar a defesa de mísseis de navio e missões contra- UAS. Para isso, montamos várias fontes de laser únicas, desenvolvemos controle de feixe de AI para ampliar a gama de nossos lasers, e construímos um laboratório móvel que pode ser usado para testes de campo.
Os cientistas do NRL demonstraram e patentearam primeiro o conceito de combinação de raio laser incoerente de longo alcance, que habilitam.