Сенсація

Ученые впервые воссоздали элементы Черной Дыры на Земле

Исследователи из Института лазерной инженерии Университета Осаки успешно использовали короткие, но чрезвычайно мощные лазерные импульсы для создания пересоединения магнитного поля внутри плазмы. Эта работа может привести к созданию более полной теории рентгеновского излучения астрономических объектов — например, черных дыр. Исследование опубликовано в журнале Physical Review E.

Чтобы лучше понять процесс, который вызывает наблюдаемые рентгеновские лучи, исходящие от черных дыр , ученые из Университета Осаки использовали интенсивные лазерные импульсы, чтобы воссоздать эти экстремальные условия в лаборатории. «Мы смогли изучить высокоэнергетическое ускорение электронов и протонов в результате релятивистского магнитного пересоединения», — объясняет старший автор Синсуке Фудзиока. «Например, можно лучше понять происхождение излучения знаменитой черной дыры Лебедь X-1».

Магнитное пересоединение создается при облучении микрокатушки LFEX-лазером. Ускоренный за счет магнитного пересоединения истечение частиц оценивается с помощью нескольких детекторов. В качестве примера результатов наблюдались истечения протонов с симметричным распределением. Предоставлено: Университет Осаки.

Однако такой уровень интенсивности света получить нелегко. На короткое мгновение лазеру треуется два петаватта мощности, что в тысячу раз больше, чем потребляемая мощность всего земного шара. С помощью лазера LFEX команда смогла достичь пикового магнитного поля с показателями в 2000 Тесла. Для сравнения: магнитные поля, генерируемые аппаратом МРТ для получения диагностических изображений, обычно составляют около 3 тесла, а магнитное поле Земли составляет ничтожные 0,00005 тесла. Частицы плазмы ускоряются до такой степени, что необходимо учитывать релятивистские эффекты.

Магнитное поле, создаваемое внутри микрокатушки (слева), и силовые линии магнитного поля, соответствующие магнитному пересоединению (справа). Геометрия силовых линий существенно изменилась во время (верхнее) и после (нижнее) пересоединения. Пиковое значение магнитного поля в нашем эксперименте составило 2100 Тл. Предоставлено: Университет Осаки

«Раньше релятивистское магнитное пересоединение можно было изучать только с помощью численного моделирования на суперкомпьютере. Теперь это экспериментальная реальность в лаборатории с мощными лазерами», — говорит первый автор Кинг Фай Фарли Лоу. Исследователи считают, что этот проект поможет лучше понять астрофизические процессы, которые могут происходить в объектах Вселенной с экстремальными магнитными полями.

Источник

Loading...

Поштова адреса: вул. Дмитрівська, 30, м.Київ, 01154
Телефон: +380 44 490-6765