20,4 тыс подписчиков

Ученые создали в лаборатории плазменный файербол из космоса

14 июня 202414 июн 2024

1 мин

Оглавление

Читайте также:
У астронавтов могут отказать почки после полета на Марс. Но это не точно
Ученые объяснили, почему сон критически важен для памяти

Международная команда ученых разработала новый способ экспериментального получения плазменных «файерболов» на Земле.

Внутри и вокруг черных дыр и нейтронных звезд существует плазма — четвертое фундаментальное состояние материи. Плазма, образующаяся в условиях чрезвычайной плотности, известна как релятивистская электронно-позитронная парная плазма, поскольку состоит из набора электронов и позитронов, летящих почти со скоростью света.

Ученые впервые экспериментально создали релятивистские электронно-позитронные парные плазменные пучки высокой плотности. Результаты команда опубликовала в журнале Nature Communications. Прорыв открывает двери для последующих экспериментов, которые могут привести к фундаментальным открытиям о том, как устроена Вселенная.

Хотя парная плазма повсеместно встречается в глубоком космосе, получить ее на Земле было непросто. В эксперименте использовали установку HiRadMat на суперпротонном синхротроне в CERN. Для получения пучков квазинейтральных электрон-позитронных пар ученые использовали более 100 миллиардов протонов. Каждый протон обладает кинетической энергией, в 440 раз превышающей его энергию в покое.

Благодаря этому протон, врезаясь в атом, обладает достаточной энергией, чтобы высвободить его внутренние составляющие. Кварки и глюоны немедленно начинают рекомбинировать и в конечном итоге распадаются на электроны и позитроны.

Другими словами, в пучке, который сгенерировали в лаборатории, было достаточно частиц, чтобы он вел себя как настоящая астрофизическая плазма.

Команда также разработала методы изменения поперечного размера парных пучков, что позволяет проводить контролируемые исследования плазменных взаимодействий в масштабных аналогах астрофизических систем. Авторы считают, что это позволит на практике проверить теории, которые раньше основывались только на сложнейших расчетах.