Плазма, которая включает в себя яркое свечение в люминесцентной лампе, представляет собой облака, в которых ионы и свободные электроны движутся независимо друг от друга как заряженные частицы.
Плазма считается самой распространенной формой материи во Вселенной, но обычно она довольно горячая. Плазма в солнечной короне может иметь температуру в миллионы градусов.
Исследователи из физической лаборатории Национального института стандартов и технологий, однако, создали «сверххолодную» плазму - с электронами примерно на градус выше абсолютного нуля - путем охлаждения нейтральных атомов до стотысячной доли градуса абсолютного нуля, а затем поразить их лазерной энергией, достаточной для разделения электронов и ионов и достижения состояния плазмы.
Одной из ключевых характеристик любой плазмы является скорость рекомбинации - скорость рекомбинации ионов и электронов с образованием нейтральных атомов.
Теория говорит, что существует три основных процесса рекомбинации, и их эффективность известным образом зависит от температуры и плотности.
Однако физик из NIST Стивен Ролстон говорит, что на практике расширяющаяся ультрахолодная плазма рекомбинирует намного быстрее, чем ожидалось, при очень низкой плотности - настолько быстрее, что это не описывает ни одна из существующих теорий.
Ролстон и его группа продолжают совершенствовать свои эксперименты, чтобы объяснить поведение ультрахолодной плазмы, которая, хотя и существует только в земных лабораториях, считается, что она моделирует внутреннюю часть белых карликов или газовых планет-гигантов, таких как Юпитер.
Исследование также может открыть путь к синтезу «антиводородных» атомов, антиматерии, эквивалентной водороду. Точное сравнение свойств таких близнецов из антиматерии может исследовать фундаментальную природу сил, связывающих материю и вселенную воедино.