В лаборатории ЦЕРНа воссоздали струи исходящие из черных дыр

В рамках проекта Fireball была использована установка HiRadMat ЦЕРНа для создания аналога струй материи и антиматерии, которые вырываются из некоторых черных дыр и нейтронных звезд.

В лаборатории ЦЕРНа воссоздали струи исходящие из черных дыр

В сердце активной галактики находится сверхмассивная черная дыра, поглощающая окружающий материал. В одной из десяти таких галактик черная дыра также выбрасывает струи материи с почти световой скоростью. Эти струи, как предполагается, содержат плазму из электронов и их антиматерийных эквивалентов — позитронов.

Релятивистская электронно-позитронная плазма формирует динамику и энергетический бюджет черной дыры и ее окружения, но точные механизмы этого процесса остаются малоизученными. Измерение такой плазмы астрономическими методами и ее моделирование — задачи чрезвычайно сложные.

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, Чарльз Эрроусмит и его коллеги из коллаборации Fireball описывают, как они использовали установку HiRadMat в ЦЕРНе для создания релятивистского пучка электронно-позитронной плазмы, что позволяет детально исследовать эту среду в лабораторных условиях.

Релятивистские пучки электронно-позитронных пар можно создавать в различных лабораториях, включая мощные лазерные установки, однако ни один из существующих методов не производит достаточного количества пар для поддержания плазмы. Без этого исследователи не могут изучить, как эти аналоги струй черных дыр взаимодействуют с лабораторным эквивалентом межзвездной среды — ключевой момент для объяснения наблюдений телескопов.

Эрроусмит и его команда нашли способ выполнить эти требования на HiRadMat. Они использовали триста миллиардов протонов из суперпротонного синхротрона ЦЕРНа, направленных на мишень из графита и тантала, где каскад взаимодействий генерировал огромное количество пар электрон-позитрон.

Измерив полученный релятивистский пучок и сравнив результаты с компьютерным моделированием, Эрроусмит и его коллеги показали, что число пар в пучке — более десяти триллионов — в десять-сто раз превышает предыдущие результаты, впервые достигнув уровня, необходимого для поддержания плазмы.

Следующим шагом в исследованиях плазмы станет наблюдение за распространением мощных струй через метровую плазму и их взаимодействие, генерирующее магнитные поля, ускоряющие частицы в струях — одна из главных загадок астрофизики высоких энергий.

Читайте также

Физики дважды измерили квазичастицы с четвертью заряда электрона

Физики дважды измерили квазичастицы с четвертью заряда электрона

Физики скорректировали закон отражения для двумерного мира

Физики скорректировали закон отражения для двумерного мира

Ученые усомнились в глобальной катастрофе на Земле 2 миллиарда лет назад

Ученые усомнились в глобальной катастрофе на Земле 2 миллиарда лет назад

Генная терапия CRISPR снизила уровень «плохого» холестерина вдвое на целый год

Генная терапия CRISPR снизила уровень «плохого» холестерина вдвое на целый год

Моющие средства с отдушками выбрасывают в воздух триллионы твердых наночастиц

Моющие средства с отдушками выбрасывают в воздух триллионы твердых наночастиц

Российский «вечный» генератор: эффект Зеебека и энергия 24/7 от разницы температур

Российский «вечный» генератор: эффект Зеебека и энергия 24/7 от разницы температур

Ученые выяснили, что глубоко внутри Земли может менять продолжительность суток

Ученые выяснили, что глубоко внутри Земли может менять продолжительность суток

Столкновения ядер золота указали на возможную критическую точку ядерной материи

Столкновения ядер золота указали на возможную критическую точку ядерной материи

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Томские ученые обманули коррозию при тестах имплантатов

Томские ученые обманули коррозию при тестах имплантатов

Внешнее устройство ВГУИТ очищает ПК без антивируса

Внешнее устройство ВГУИТ очищает ПК без антивируса

Нейросеть предскажет путь спутников сквозь космический мусор

Нейросеть предскажет путь спутников сквозь космический мусор

В России создали импульсный плазменный двигатель для наноспутников

В России создали импульсный плазменный двигатель для наноспутников