Плазменные потоки из черных дыр воссоздали в лаборатории на Земле

В ЦЕРНе получили аналог струй материи и антиматерии, вырывающихся из некоторых черных дыр и нейтронных звезд.

Физики из международной коллаборации Fireball использовали установку HiRadMat в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) для создания релятивистского пучка электрон-позитронной плазмы. Лабораторный эксперимент позволяет детально изучать сложную среду плазменных потоков, формируемых черными дырами.

Физики создали в лаборатории собственные версии релятивистских потоков или джетов, выбрасываемых черными дырами. Они захватили 300 млрд протонов из суперпротонного синхротрона и направили их на мишени из графита и тантала. Это запускает каскад взаимодействий частиц, который генерирует достаточное количество электрон-позитронных пар для поддержания стабильного состояния плазмы.

Схема эксперимента. Изображение: University of Rochester Laboratory for Laser Energetics illustration, Heather Palmer

Сначала протоны врезаются в ядра углерода в графите, обладая достаточной энергией, чтобы выбить элементарные частицы внутри них. Среди них нейтральные пионы, которые быстро распадаются на гамма-лучи высокой энергии. Эти гамма-лучи затем взаимодействуют с электрическим полем тантала, который, в свою очередь, производит пары электронов и позитронов. В ходе испытания ученые создали 10 трлн электрон-позитронных пар,. Этого более чем достаточно, чтобы заставить поток вести себя как настоящая астрофизическая плазма.

Основная идея экспериментов — воспроизвести в лаборатории микрофизику астрофизических явлений, таких как струи черных дыр и нейтронных звезд. То, что мы знаем об этих явлениях, получено почти исключительно из астрономических наблюдений и компьютерного моделирования, но телескопы не могут по-настоящему исследовать микрофизику, а моделирование предполагает приблизительные данные.

Джанлука Грегори, соавтор исследования

В центре почти каждой известной галактики расположена сверхмассивная черная дыра, поглощающая материал из своего окружения. При этом примерно каждая десятая из них также выбрасывать струи материи со скоростью, близкой к скорости света. Считается, что такие релятивистские струи содержат, среди других компонентов, плазму из электронов и позитронов.

Считается, что эта плазма формирует динамику и энергетический баланс черной дыры и ее окружения. Но как именно это происходит, остается малопонятным, поскольку трудно одновременно измерить плазму с помощью астрономических наблюдений и смоделировать ее с помощью компьютерных программ. Физики уверены, что лабораторный джет «черной дыры» поможет лучше исследовать эту экстремальную физику.


Читать далее:

Создан прототип компактного и легкого двигателя с мощной производительностью

Дикая птица отложила яйца на балконе в Тбилиси: чем это закончилось для людей

Странный радиосигнал раз в час приходит из космоса: ученые не знают, что это

На обложке: художественная иллюстрация потока плазмы, выбрасываемого черной дырой. Изображение: NASA/JPL-Caltech

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос