Физики выяснили, что протоны перемещаются по космосу как серфингисты на волнах
Наука 26 августа 2021

Физики выяснили, что протоны перемещаются по космосу как серфингисты на волнах

Далее

Лабораторный эксперимент предполагает, что протоны могут получать энергию, перемещаясь по ударным волнам в космосе.

Новый лабораторный эксперимент предполагает, что протоны могут получать энергию, перемещаясь по ударным волнам в космосе, как серфингисты на волнах. Но скорость протонов увеличивается не за счет волн океана, а за счет ударных волн в плазме, смеси электрически заряженных частиц. Такие ударные волны представляют собой возмущения, похожие на звуковой удар. Для них характерно резкое увеличение плотности, температуры и давления.

Авторы исследования уверены, что эксперимент поможет лучше понять поведение некоторых из высокоэнергетических частиц, которые пронизывают космос. Считается, что ударные волны в космосе приводят в движение заряженные частицы. Но до сих пор не совсем понятно, как они получают энергию.

В эксперименте, который имитировал определенные типы космических ударных волн, протоны достигли энергии до 80 000 электрон-вольт, сообщают ученые в статье для Nature Physics. В космосе аналогичные ударные волны возникают там, где отток заряженных частиц от Солнца встречается, например, с магнитным полем Земли, а также там, где они резко замедляются по мере приближения к краю Солнечной системы.

Ученые использовали мощные лазеры, чтобы воссоздать физику таких космических ударных волн в меньшем масштабе. В эксперименте лазерный луч испарил цель, послав взрыв плазмы, устремившийся в облако газообразного водорода. Как показали измерения, когда плазма протекала через газ, образовалась ударная волна и протоны из газа ускорились.

Физики предсказали, что протоны можно ускорить с помощью процесса, который происходит в присутствии магнитного поля. Частица толкается электрическим полем ударной волны, а магнитное поле помогает ей «держаться курса». Если частица ускользает от ударной волны, магнитное поле скручивает ее траекторию, чтобы вернуть в волну. В итоге протон снова может перемещаться по ее поверхности.

Ученые провели компьютерное моделирование эксперимента. Сравнение искусственно созданных и реальных данных позволяет предположить, что протоны перемещались именно по ударной волне.


Читать далее

Появился суперконденсатор размером с пылинку: он в 3 тыс. раз меньше аналогов

У тираннозавра рекса в зубах были нервные датчики для распознавания добычи

Раскрыта вековая загадка источника космических лучей в Млечном Пути