当能量在压力下被添加到铀中时，会产生冲击波，即使是很小的样本也会像小爆炸一样蒸发。通过使用更小、可控的爆炸，物理学家可以在安全的实验室环境中进行小规模测试，而以前只能在更大、更危险的爆炸实验中进行测试。在本研究中，是激光将能量沉积到目标上，但也会得到同样铀等离子体的形成和随时间变化的演化，通过实验室里的这些小规模爆炸，可以理解类似的物理现象。
在一项新实验中，科学家使用激光对原子铀进行烧蚀，窃取原子铀的电子，直到原子铀电离并变成等离子体，同时记录等离子体冷却、氧化和形成更复杂的铀化学反应。在研究中将铀的种类和反应路径放在空间和时间的地图上，以发现它们形成的时间是多少纳秒，以及等离子体发展的哪个阶段。在发表于《等离子体物理学》期刊上的研究论文中，作者们发现，铀与不同比例的氧气混合后，会形成更复杂的分子，如一氧化铀、二氧化铀和其他更大的组合。
科学家们使用了光发射，观察激发态衰变为基态。铀有92个电子和1600个能级，可以产生复杂的光谱，即使用高分辨率的光谱也很难解释。该研究着重研究了等离子体中的一次能量跃迁，仔细研究了等离子体羽流的形态、与不同浓度氧气的碰撞相互作用，以及诸如羽流约束和粒子速度等其他因素，以绘制出从原子铀到更复杂铀氧化物物过程的的详细图景。
这些数据对于利用激光探测材料并详细描述其元素组成的技术具有重要意义，比如火星好奇号漫游者上的激光光谱系统。它还可以用于一种便携式设备，通过测试浓缩铀生产的证据来核查测量等。在这个问题上还有很多工作要做，这是一个科学问题，因为没有人知道那些较高氧化物在可见光区域的光发射，研究人员希望提供数据来填补这些空白。
博科园｜研究/来自：美国物理学会
参考期刊《等离子体物理学》
DOI: 10.1063/1.5087704
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