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.
