13:25 14/06/2024

Космические «огненные шары» впервые сгенерировали на Земле

NASA

Международная группа ученых под руководством физиков из Оксфордского университета разработала способ получения плазменных «огненных шаров» на Земле. Это открытие стало важным достижением в лабораторной астрофизике. В перспективе оно позволит экспериментально исследовать микрофизику гамма-всплесков и струй активных ядер галактики.

Плазма – четвертое фундаментальное состояние вещества наряду с твердыми телами, жидкостью и газом. Известно, что черные дыры и нейтронные звезды, притягивая к себе материю, одновременно выбрасывают мощные струи плазмы. Она состоит преимущественно из пар электронов и их аналогов из антивещества – позитронов. Хотя такие струи часто наблюдаются в космосе, воссоздать их в лаборатории до последнего времени не удавалось.

В ходе нового эксперимента ученые впервые создали в лаборатории пучок плазмы высокой плотности, содержащие около 10 триллионов электрон-позитронных пар. Пучок вел себя как настоящая плазма (с волнообразной активностью), а не просто как набор частиц. Для эксперимента ученые использовали установку HiRadMat на суперпротонном синхротронном ускорителе (SPS) Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве (Швейцария), сообщает Nature Communications.

«Лабораторное создание плазменных «огненных шаров», состоящих из вещества, антивещества и фотонов, является целью исследования на переднем крае науки о высокой плотности энергии», – отметил ведущий автор исследования Чарльз Эрроусмит с физического факультета Оксфордского университета.

Ученые отметили, что современные телескопы пока не в состоянии рассмотреть мельчайшие детали отдаленных гамма-всплесков и активных выбросов ядер галактик. Поэтому исследователям для анализа приходилось полагаться на компьютерное моделирование. Новый подход позволит проверить результаты сложных теоретических расчетов, в частности, установить, как космические «огненные шары» взаимодействуют с межзвездной плазмой.

Ранее ученые воссоздали в лаборатории дымку атмосфер водных планет. Для этого они приготовили газовые смеси и подвергли их ультрафиолетовому облучению.