Les physiciens ont découvert que les protons voyagent dans l'espace comme les surfeurs sur les vagues

Une nouvelle expérience en laboratoire suggère que les protons peuvent gagner de l'énergie en se déplaçant le long d'un choc

des vagues dans l'espace, comme des surfeurs sur les vagues.Mais la vitesse des protons augmente non pas à cause des vagues océaniques, mais à cause des ondes de choc dans le plasma, un mélange de particules chargées électriquement. De telles ondes de choc sont des perturbations similaires à un bang sonique. Ils se caractérisent par une forte augmentation de la densité, de la température et de la pression.

Les auteurs de l'étude sont convaincus que l'expériencevous aidera à mieux comprendre le comportement de certaines des particules de haute énergie qui imprègnent l'espace. On pense que les ondes de choc dans l'espace mettent en mouvement des particules chargées. Mais on ne sait pas encore tout à fait comment ils obtiennent de l'énergie.

Dans une expérience simulant certainstypes d'ondes de choc cosmiques, les protons ont atteint des énergies allant jusqu'à 80 000 électrons-volts, rapportent des scientifiques dans un article paru dans Nature Physics. Dans l'espace, des ondes de choc similaires se produisent là où le flux de particules chargées du Soleil rencontre, par exemple, le champ magnétique terrestre, et également là où elles ralentissent fortement à l'approche des limites du système solaire.

Les scientifiques ont utilisé des lasers puissants pourpour recréer la physique de telles ondes de choc cosmiques à plus petite échelle. Dans l'expérience, un faisceau laser a vaporisé la cible, envoyant une explosion de plasma qui s'est précipitée dans un nuage d'hydrogène gazeux. Comme les mesures l'ont montré, lorsque le plasma a traversé le gaz, une onde de choc s'est formée et les protons du gaz se sont accélérés.

Les physiciens ont prédit que les protons pourraient être accélérésà l'aide d'un processus qui se produit en présence d'un champ magnétique. La particule est poussée par le champ électrique de l’onde de choc, et le champ magnétique l’aide à « maintenir le cap ». Si une particule échappe à l’onde de choc, le champ magnétique déforme sa trajectoire pour la renvoyer vers l’onde. En conséquence, le proton peut à nouveau se déplacer le long de sa surface.

Les scientifiques ont réalisé une simulation informatique de l'expérience. La comparaison des données créées artificiellement et réelles suggère que les protons se sont déplacés précisément le long de l'onde de choc.

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