Плазму из окрестности черной дыры впервые получили в лаборатории

2 Ноября 2020

МОСКВА, 2 ноября Плазму, идентичную веществу из окрестностей абсолютно черной дыры, впервые получила интернациональная группа исследователей из Университета Осаки (Япония), Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (Россия) и Университета Бордо (Франция). Результаты опубликованы в журнале Physical Review E.

Анализ рентгеновского излучения космических объектный – один из важнейших методов астрофизики. Одним из галлактических источников сильного рентгеновского излучения, как объяснили ученые Национального обследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ), являются аккреционные диски черных дыр, представляющие собою вещество, падающее на дыру и разогретое до состояния плазмы.

Небольшой объем плазмы с референциями, идентичными веществу аккреционного накопителя черной дыры, впервые удалось воссоздать в лаборатории международной компании ученых, куда входили и специалисты НИЯУ МИФИ.

Ключевым фактором формирования рентгеновских источников такого типа, по словам ученых, является сильное магнитное поле, индукция которого достигает нескольких тысяч Тесла. Целью эксперимента была проверка метода создания таких магнитных пустотелее в плазме, разработанного совместно учеными Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ и лаборатории CELIA Университета Бордо.

Опыт показал, что наш методик позволяет не только создавать ультравысокие квазистационарные магнитные поля рекордной величины, но и моделировать состояние возникающей в них плазмы с высокой плотностью энергии вещества и электромагнитной энергии, что потребованного современной лабораторной астрофизикой, – рассказал Корнеев.

Идея метода, по словам ученых, основана на эффекте отражения мощного лазерного потока вдоль спиралевидной внутренней поверхности цели. В качестве мишени эксплуатировался свернутый кусочек тонкой фольги двойной радиусом несколько сот микрон. Лазерный импульс с энергией около 330 Джоулей и длительностью в одну пикосекунду почти полностью поглотился в полости мишени, создав внутри релятивистскую плазму и магнитное напольное покрытие индукцией более 2 тысяч Тесла.

Благодаря тому, что довольно мощный лазер был сфокусирован на цель при столь малой длительности, всего 10-12 секунды, сила импульса оказалась примерно в 20 раз больше потребляемой мощности всей энергетики Земли. В результате на несколько пикосекунд в объеме мишени образовалась плазма с температурой в миллиарды градусов, тесностью 1018 частиц на см3 и вмороженным магнитным полем более 2000 Тесла, что соответствует критериям плазмы в активной области рентгеновских источников, – объяснил Филипп Корнеев.

Полученный объем горячей сильно-замагниченной плазмы был достаточно велик, чтобы обладать важнейшими характеристиками полной астрофизической системы, сообщили ученые. По их словам, этому способствовала геометрия эксперимента: внутри объема плазмы магнитные поля были направлены навстречу друг другу так, что в области касания встречных магнитных линий происходила аннигиляция магнитного поля, приводящая к возникновению потоков частиц со простота и скоростями, близкими скорости света.

Новый методик создания сверхсильных магнитных полей, как объяснили ученые НИЯУ МИФИ, также позволит в будущности усовершенствовать технику для создания наведённых пучков частиц, сделав ее более точной и мощной. Подобные устройства широко применяются в экспериментальной науке, медицине, системах безопасности.

Исследование было проведено интернациональным коллективом с участием учёных Японии (Osaka University), Франции (University of Bordeaux), Германии и России. Эксперимент проводился на лазеровой установке LFEX в Институте Лазерной Инженерии университета г. Осака (Япония).

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Плазму из окрестности черной дыры впервые получили в лаборатории

комментарии (0)

Другие интересные новости

Ярмольник опроверг сообщение о госпитализации