Плазменные огненные шары из черных дыр теперь создаются на Земле

Прочитано: 128 раз(а)


Известно, что сверхмассивные черные дыры извергают гигантские пучки плазмы в космос – и теперь ученым удалось воссоздать эти огненные шары в лаборатории ЦЕРН.

Хотя черные дыры известны тем, что пожирают все, что приближается слишком близко, даже свет, они очень грязные пожиратели. Экстремальная физика, происходящая рядом с ними, разбрасывает материал повсюду, а в некоторых случаях он концентрируется в струях материи , ускоряющихся почти до скорости света.

Астрономы обнаружили, что сверхмассивные черные дыры, закрытые пылью

Считается, что эти релятивистские струи, как их называют, содержат плазму, состоящую из электронов и их эквивалента антиматерии — позитронов. Но то, как именно создается этот материал и какие эффекты он оказывает, сложно измерить на основе астрономических наблюдений и компьютерного моделирования.

Итак, ученые ЦЕРН задались целью создать в лаборатории свои собственные версии. Используя установку HiRadMat, команда захватила 300 миллиардов протонов из суперпротонного синхротрона и направила их на мишени из графита и тантала. Это запускает каскад взаимодействий частиц, который генерирует достаточное количество электрон-позитронных пар для поддержания стабильного состояния плазмы.

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 этого испытания было произведено ошеломляющие 10 триллионов электрон-позитронных пар, чего более чем достаточно, чтобы заставить его вести себя как настоящая астрофизическая плазма.

«Основная идея этих экспериментов — воспроизвести в лаборатории микрофизику астрофизических явлений, таких как струи черных дыр и нейтронных звезд», — сказал Джанлука Грегори, соавтор исследования. «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 приближение. Подобные лабораторные эксперименты являются мостом между этими двумя подходами».

Экзотические черные дыры могут быть побочным продуктом темной материи



Новости партнеров