Mikroexplosionen offenbaren das Innere von Planeten

Enorme Hitze und gigantische Drücke herrschen im Innern von Planeten. Da Geophysiker mit Bohrungen nicht in diese Tiefen vordringen können, bleibt ihnen nur die Simulation im Labor oder am Rechner.

Sapporo (Japan) - Ein internationales Team aus japanischen, amerikanischen und französischen Wissenschaftlern zeigte nun, dass mit einem einfachen Laserexperiment sehr schnell Temperaturen von mehreren hunderttausend Grad und Drücke von tausend Milliarden Pascal - dem Zwanzigfachen des geschätzten Drucks im Erdkern - erreicht werden können. Ihre Methode, die zu neuen Einblicken in die Dynamik von Planeten führen könnte, beschreiben sie im Fachblatt "Physical Review Letters".

Winzige Mikroexplosionen zeichnen für die extremen Bedingungen, die jedoch nur für den Bruchteil einer Sekunde herrschen, verantwortlich. Den Physikern um Saulius Juodkazis von der Hokkaido University in Sapporo reichte nur ein 200 Femtosekunden infraroter Laserpuls aus (800 Nanometer Wellenlänge, 100 Nanojoule Energie), um eine Energie von hunderttausend Milliarden Watt pro Quadratzentimeter zu bündeln. Auf einen Saphir-Kristall gerichtet, erzeugt der Laserpuls eine Schockwelle in dem Material. Blitzartig bohren sich so kleine Löcher in den Kristall, der Edelstein bildet ein heißes Plasma, schmilzt dabei und verändert seine Struktur. Rekordverdächtig ist dabei die Aufheizgeschwindigkeit von Milliarden Milliarden Grad pro Sekunde (10 hoch 18 Kelvin/Sekunde).

Neben einem besseren Verständnis von Vorgängen im Innern von Planeten könnte diese Laserheizung auch Daten von Kernreaktionen oder von exotischen Materiezuständen liefern. Dazu fließen Messdaten aus diesem Laborexperiment in Computersimulationen mit ein, die bisher nur auf groben Abschätzungen solch extremer Bedingungen beruhen.