Über welche Art von Plasma sprechen wir?
Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern wurden unter Laborbedingungen erhalten. Es ist so
Solche Scheiben erscheinen auch um Sterne herumin engen Doppelsternsystemen, in rotierenden Galaxien und in protoplanetaren Formationen. Darüber hinaus taucht eine ähnliche Substanz im Mechanismus von Gammastrahlenausbrüchen auf, die mit der Verschmelzung von Neutronensternen und dem Zusammenbruch der Kerne von Supernovae und Hypernovae einhergehen.
Die Kompression von Materie sowie die Freisetzung von Wärme durch Reibung unterschiedlich rotierender Schichten führen zu einer Erwärmung der Akkretionsscheibe.
Akkretionsscheibenbildung um einen Pulsar
Wie erscheint eine Substanz natürlich?
Wir haben bereits gesagt, dass Gas aus einem fließtKomponente des Systems zu einem anderen, hat einen signifikanten Drehimpuls: Es erscheint aufgrund der Orbitalbewegung. Daher können Gaspartikel nicht radial auf den Stern fallen. Stattdessen bewegen sie sich in Kepler-Bahnen darum herum.
Dadurch entsteht eine Gasscheibe, in derdie Geschwindigkeitsverteilung entspricht den Keplerschen Gesetzen. Demnach werden Schichten, die näher am Stern liegen, höhere Geschwindigkeiten aufweisen. Aufgrund der Reibung zwischen den Gasschichten gleichen sich ihre Geschwindigkeiten jedoch an und die inneren Schichten übertragen einen Teil ihres Drehimpulses nach außen.
Infolgedessen nähern sich die inneren Schichten dem Stern und fallen schließlich auf seine Oberfläche. Tatsächlich liegen die Flugbahnen einzelner Gaspartikel in Form von Spiralen vor, die sich langsam verdrehen.
Radiale Verschiebung von Materie in der Akkretionsscheibebegleitet von der Freisetzung von Gravitationsenergie, von der ein Teil in kinetische Energie umgewandelt wird (Beschleunigung der Gasbewegung bei Annäherung an einen Stern), und der andere Teil in Wärme umgewandelt wird und die Scheibenmasse erwärmt. Daher emittiert die Akkretionsscheibe thermische elektromagnetische Strahlung. Die kinetische Energie des Gases bei Kollision mit der Oberfläche des Sterns wird ebenfalls in Wärmeenergie umgewandelt und abgestrahlt.
Wie wurde die Substanz im Labor hergestellt?
Die Haupteigenschaft der Bildung solcherRöntgenquellen sind starke magnetische Strahlung. Sein Magnetfeld und seine Induktion können mehrere tausend Tesla erreichen, wie Forscher des LaPlaz-Instituts, des NRNU MEPhI und des CELIA-Labors der Universität Bordeaux in ihrer Arbeit festhalten.
Die Astrophysik gilt seit langem als FachgebietBeobachter, da es gelinde gesagt schwierig schien, die von ihr untersuchten Phänomene zu beeinflussen oder noch mehr, sie zu reproduzieren. Die Einzigartigkeit unseres Experiments besteht darin, dass die Parameter des resultierenden Plasmas nicht skaliert werden müssen; sie entsprechen den tatsächlichen Parametern des Plasmas in der Nähe des Schwarzen Lochs naher Doppelsternsysteme wie Cygnus X-1.
Philipp Korneev, außerordentlicher Professor, Institut für Laser- und Plasmatechnologien, National Research Nuclear University MEPhI
Das Wesentliche der Methode ist der ReflexionseffektEin leistungsstarker Laserstrahl entlang der spiralförmigen Innenfläche des Ziels. Das Ziel wird zu einem gerollten Stück Folie, dessen Größe mehrere hundert Mikrometer beträgt.
Der Laserstrahl liefert 330 Joule EnergieDauer einer Pikosekunde. Somit wurde es fast vollständig in der Zielhöhle absorbiert, wodurch ein relativistisches Plasma im Inneren und ein Magnetfeld mit einer Induktion von mehr als 2000 Tesla erzeugt wurden.
Laut Kornev liegt das daran, dass es so mächtig istDer Laser wurde 10–12 Sekunden lang auf ein relativ kleines Ziel gerichtet, und es stellte sich heraus, dass die Impulsleistung etwa 20-mal höher war als der Stromverbrauch des gesamten Energiesektors der Erde.
Danach im Zielvolumen für mehrerePikosekunden entstand Materie mit einer Temperatur von Milliarden Grad, einer Dichte von 1018 Teilchen pro cm3 und einem gefrorenen Magnetfeld von mehr als 2.000 Tesla. Es sind diese Parameter, die im Plasma im aktiven Bereich von Röntgenquellen erfasst werden können
Nach dem Forschungstext ist das Volumen der Glühlampemagnetisierte Materie reichte aus, um die grundlegenden Eigenschaften ihres kosmischen Prototyps zu besitzen. Dies wurde auch durch die experimentellen Bedingungen erleichtert, insbesondere durch die Tatsache, dass die Magnetfelder innerhalb des Plasmavolumens so aufeinander gerichtet waren, dass im Kontaktbereich der gegenüberliegenden Magnetlinien die Vernichtung des Magnetfeldes auftrat, was zum Auftreten von Teilchenflüssen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit führte.
Was jetzt?
Die Erfahrung hat gezeigt, dass sich das entwickelt hatVon einer internationalen Gruppe entwickelt, kann die Technik nicht nur quasistationäre Magnetfelder von Rekordstärke erzeugen, sondern auch den Zustand des darin entstehenden Plasmas mit hoher Energiedichte aus Materie und elektromagnetischer Energie simulieren. Dies ist derzeit in der Laborastrophysik sehr gefragt.
Diese Erfahrung wird laut der internationalen Gruppe werdenDie Grundlage für die Verbesserung der Technik zur Erzeugung gerichteter Teilchenstrahlen: Sie werden effizienter und leistungsfähiger. Solche Geräte werden in experimentellen Wissenschafts-, Medizin- und Sicherheitssystemen aktiv eingesetzt.
Lesen Sie auch
Auf der bedrohlichen Erde bemerkte der Asteroid Apophis ein gefährliches Phänomen. Was ist los?
Wissenschaftler haben herausgefunden, warum Kinder die gefährlichsten Träger von COVID-19 sind
Was die Parker-Sonnensonde entdeckte, als sie so nah wie möglich an der Sonne flog