21:48 03 Grudzień 2020
Nauka I tech
Krótki link
250
Subskrybuj nas na

Plazma, identyczna z materią z okolic czarnej dziury, została po raz pierwszy stworzona przez międzynarodową grupę badaczy z Rosji, Japonii i Francji.

Analiza promieniowania rentgenowskiego z obiektów kosmicznych jest jedną z najważniejszych metod astrofizyki. Jednym z kosmicznych źródeł silnego promieniowania rentgenowskiego, jak wyjaśniają naukowcy z Narodowego Jądrowego Uniwersytetu Badawczego, są dyski akrecyjne czarnych dziur, które są materią opadającą na dziurę i rozgrzaną do stanu plazmy.

„Astrofizyka od dawna uważana jest za zadanie dla obserwatorów, gdyż trudno było wpływać na badane przez nią zjawiska, a tym bardziej je odwzorowywać. Wyjątkowość naszego doświadczenia polega na tym, że parametry otrzymanej plazmy nie wymagają skalowania, odpowiadają faktycznym parametrom plazmy w pobliżu czarnej dziury podwójnych systemów typu Cygnus X-1” - zaznaczył docent Instytutu Technologii Laserowych i Plazmowych Narodowego Jądrowego Uniwersytetu Badawczego Filip Korniejew.

Kluczowym czynnikiem w powstawaniu tego typu źródeł promieniowania rentgenowskiego, zdaniem naukowców, jest silne pole magnetyczne, którego indukcja sięga kilku tysięcy Tesli.

Mikrokwazar SS 433 (w tle) pulsujący z okresowością 162 dni
© Zdjęcie : DESY, Science Communication Lab
Celem eksperymentu było przetestowanie metody tworzenia takich pól magnetycznych w plazmie, opracowanej wspólnie przez naukowców z Instytutu Technologii Laserowych i Plazmowych Narodowego Jądrowego Uniwersytetu Badawczego oraz laboratorium CELIA na Uniwersytecie w Bordeaux.

„Doświadczenie pokazało, że nasza metoda pozwala nie tylko na tworzenie ultrawysokich quasi-stacjonarnych pól magnetycznych o rekordowej wielkości, ale także na symulację stanu powstającej w nich plazmy o dużej gęstości energii materii i energii elektromagnetycznej, na które jest zapotrzebowanie nowoczesnej astrofizyki laboratoryjnej” - powiedział Korniejew.

Idea metody, zdaniem naukowców, opiera się na efekcie odbicia silnej wiązki laserowej wzdłuż spiralnej powierzchni wewnętrznej celu.

„Dzięki temu, że dość silny laser był zogniskowany na celu przez tak krótki czas, tylko 10-12 sekund, moc impulsu okazała się około 20 razy większa niż pobór mocy całej energetyki Ziemi. W rezultacie w objętości celu przez kilka pikosekund uformowała się plazma o temperaturze miliardów stopni, gęstość 1018 cząstek na cm3 i zamrożonym polu magnetycznym o wartości ponad 2000 Tesli, co odpowiada parametrom plazmy w aktywnym obszarze źródeł promieniowania rentgenowskiego” - wyjaśnił Filip Korniejew.

Uzyskana objętość gorącej, silnie namagnesowanej plazmy była wystarczająco duża, aby mieć podstawowe cechy kompletnego układu astrofizycznego - stwierdzili naukowcy. Według nich ułatwiała to geometria eksperymentu: wewnątrz objętości plazmy pola magnetyczne były skierowane ku sobie tak, że w obszarze styku przeciwnych linii magnetycznych nastąpiło anihilacja pola magnetycznego, prowadząca do pojawienia się strumieni cząstek o prędkościach bliskich prędkości światła.

Nowa metoda tworzenia super silnych pól magnetycznych, jak wyjaśnili naukowcy z Narodowego Jądrowego Uniwersytetu Badawczego, pozwoli również w przyszłości udoskonalić technikę tworzenia ukierunkowanych wiązek cząstek, czyniąc ją dokładniejszą i mocniejszą. Takie urządzenia są szeroko stosowane w naukach eksperymentalnych, medycynie i systemach bezpieczeństwa.

Badanie zostało przeprowadzone przez międzynarodowy zespół z udziałem naukowców z Japonii (Uniwersytet Osaka), Francji (Uniwersytet w Bordeaux), Niemiec i Rosji. Eksperyment został przeprowadzony w obiekcie laserowym LFEX w Instytucie Inżynierii Laserowej Uniwersytetu Osaka (Japonia).

Zobacz również:

Astronomowie odkryli „niewidzialną” czarną dziurę
Tagi:
kosmos, czarna dziura, wyrzut plazmy
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz