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
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости
В Самаре запустили первый в России дата-центр, объединяющий майнинг и ИИ
Новости
Болезнь Паркинсона на ранней стадии определят по ушной сере
Наука
BI-стратегия компании: что она дает и как ее создать
Мнения
В Мариинке показали оперу, которую дописал искусственный интеллект
Новости
Открыт нейронный путь, который приводит к бессонице после перенесенного стресса
Наука
Китайский маглев установил рекорд: разогнался до 650 км/ч за семь секунд
Новости
Австралийские бабочки используют звезды для навигации в пространстве
Наука
Древний череп из Китая впервые позволил понять, как выглядели денисовцы
Наука
Открыта загадочная связь между уровнем кислорода и магнитным полем Земли
Космос
Альтернатива сжиганию: разработана технология переработки угля в высокотехнологичное сырье
Наука
Ракета Starship Илона Маска взорвалась на площадке при подготовке к испытаниям
Космос
TECNO MEGABOOK K15S: универсальный ноутбук для тех, кто работает, создает и отдыхает
Кейсы
Два китайских спутника встретились на орбите Земли
Космос
В Москве пройдет второй Международный технологический конгресс МТК-2025
Новости
Из перовскита создали датчик изображения, который улавливает в три раза больше света
Новости
ИИ научили предсказывать риск провала технологических новинок
Новости
Разработан нанопластырь с микроиглами, который может заменить биопсию
Наука
В глубинах Тихого океана обнаружили пауков, питающихся бактериями
Наука