Взрывы смогли изучить с помощью лазеров

Взрыв – страшный, пугающий, но очень интересный для науки процесс. Взрывы бывают не только техногенного характера: многие происходят в природе – например, взрыв сверхновой звезды.

Неудивительно, что учёные уже давно пытаются изучать эти процессы. Но на этом пути всегда стояло множество проблем. Так, температура и давление внутри взрывающегося объекта настолько большие, что первое время не существовало приборов, которые могли бы выдержать такие условия.

Впоследствии появились прочные датчики, которые можно было разместить во взрывающемся объекте и с их помощью проследить за изменениями физических показателей, таких как давление и температура. Однако химические подробности взрывного процесса всё равно оставались неизведанными. Учёные могли лишь исследовать конечные продукты взрыва, которые ничего не могут рассказать о течении самого явления и о том, какие промежуточные соединения при этом образуются. Мгновенная скорость взрыва – ещё одна проблема, которая затрудняла изучение этого процесса; необходимы приборы, которые могут производить измерения столь же быстро.

Американские учёные предложили способ решения этих проблем. Они использовали особый квантово-каскадный лазер, который позволяет мгновенно проводить измерения как физических, так и химических показателей. Такая система носит название swept-ECQCL. Статья об этом была напечатана в журнале Journal of Applied Physics.

В качестве объекта исследования специалисты выбрали несколько взрывчатых органических веществ. Они помещали их в камеру, где они, собственно, начинали взрываться. Сквозь камеру проходил лазерный луч. Те его участки, которые проходили через зоны взрыва, изменяли свои параметры, и это фиксировалось детектором. С помощью этого метода учёные смогли определить температуру и концентрацию образующихся веществ при взрыве. Лазер даже смог показать поглощение и излучение инфракрасного света от частиц сажи, которая образовалась при взрыве.

Исследователи надеются, что с помощью представленного метода изучения взрывов в будущем можно будет контролировать эти процессы. А это, к примеру, может помочь избежать разрушительных последствий взрыва или хотя бы уменьшить их.