Home » Știință » Deslușirea originii misterioaselor explozii radio, un proces bizar care are loc în întregul Univers

Deslușirea originii misterioaselor explozii radio, un proces bizar care are loc în întregul Univers

Deslușirea originii misterioaselor explozii radio, un proces bizar care are loc în întregul Univers
Credit foto: Shutterstock
Publicat: 26.06.2022

Cercetătorii au simulat și au prezentat un experiment pentru a produce și a studia fazele timpurii ale unui proces care are loc în întregul Univers.

Misterioasele explozii radio rapide se numără printre cele mai deconcertante fenomene, eliberând într-o secundă o cantitate de energie egală cu cea pe care o produce Soarele într-un an.

Cercetătorii de la Universitatea Princeton, de la Laboratorul de Fizică a Plasmei din Princeton (PPPL) al Departamentului de Energie al SUA (DOE) și de la Laboratorul Național de Accelerare SLAC au simulat și au propus acum un experiment rentabil pentru a produce și a observa etapele timpurii ale acestui proces într-un mod considerat anterior ca fiind imposibil cu tehnologia actuală.

Corpurile celeste, cum ar fi stelele neutronice, sau stelele prăbușite, închise în câmpuri magnetice puternice, sunt responsabile pentru exploziile remarcabile din spațiu.

Indicii despre misterioasele explozii radio rapide din Univers

Conform teoriei electrodinamicii cuantice, aceste câmpuri sunt atât de intense încât transformă vidul din spațiu într-o plasmă exotică alcătuită din materie și antimaterie sub forma unor perechi de electroni încărcați negativ și pozitroni încărcați pozitiv QED. Se crede că emisiile acestor perechi sunt responsabile pentru puternicele explozii radio rapide.

Plasma materie-antimaterie, numită „plasmă de perechi”, contrastează cu plasma obișnuită care alimentează reacțiile de fuziune și care constituie 99% din Universul vizibil. Această plasmă este alcătuită doar din materie sub formă de electroni și nuclee atomice cu masă mult mai mare, sau ioni. Plasmele de electroni și pozitroni sunt alcătuite din particule cu masă egală, dar cu sarcini opuse, care sunt supuse anihilării și creării. Astfel de plasme pot prezenta un comportament colectiv destul de diferit.

„Simularea noastră este un analog la scară mică a unui mediu magnetar”, a declarat fizicianul Kenan Qu de la Departamentul de Științe Astrofizice din Princeton. „Acest lucru ne permite să analizăm plasmele cu perechi”, a spus Qu, primul autor al unui studiu recent prezentat în Physics of Plasmas.

Corpurile celeste, responsabile pentru exploziile remarcabile din spațiu

„În loc să simulăm un câmp magnetic puternic, folosim un laser puternic”, a spus Qu. „Acesta convertește energia în plasmă de perechi prin ceea ce se numește cascade QED. Plasma pereche deplasează apoi pulsul laser la o frecvență mai mare”, a spus el, potrivit SciTechDaily.

Au mai fost create anterior plasme produse în laborator, a remarcat fizicianul Nat Fisch, profesor de științe astrofizice la Universitatea Princeton. „Credem că știm ce legi guvernează comportamentul lor colectiv”, a spus Fisch. „Dar până când nu vom produce efectiv o plasmă pereche în laborator care prezintă fenomene colective pe care le putem sonda, nu putem fi absolut siguri de acest lucru.

„Problema este că acest comportament în plasmele pereche este, în mod notoriu, greu de observat”, a adăugat el. Simularea unică pe care o propune lucrarea creează plasmă de perechi QED de mare densitate prin coliziunea laserului cu un fascicul dens de electroni care se deplasează cu o viteză apropiată de cea a luminii.

Această abordare este eficientă din punct de vedere al costurilor în comparație cu metoda propusă în mod obișnuit de a ciocni laserele ultraputernice pentru a produce cascadele QED. De asemenea, abordarea încetinește mișcarea particulelor de plasmă, permițând astfel efecte colective mai puternice.

O cantitate de energie egală cu cea pe care o produce Soarele într-un an

„În prezent, niciun laser nu este suficient de puternic pentru a realiza acest lucru, iar construirea lor ar putea costa miliarde de dolari”, a declarat Qu. „Abordarea noastră susține cu tărie utilizarea unui accelerator de fascicule de electroni și a unui laser moderat de puternic pentru a obține plasma de perechi QED. Implicația studiului nostru este că susținerea acestei abordări ar putea economisi o mulțime de bani.”

În prezent, sunt în curs de desfășurare pregătirile pentru testarea simulării cu o nouă rundă de experimente cu laser și electroni. „Într-un anumit sens, ceea ce facem aici este punctul de plecare al cascadei care produce exploziile radio„, a declarat Sebastian Meuren, cercetător la SLAC și fost cercetător postdoctoral la Universitatea Princeton, care este co-autor al lucrării.

Obiectivul general al acestei cercetări este înțelegerea modului în care corpuri precum magnetarii creează plasma de perechi.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Astronomii au descoperit explozii misterioase de unde radio care se repetă în spațiul extraterestru

O structură radio necunoscută a fost detectată în jurul celui mai strălucitor quasar din Univers

Cercetătorii britanici construiesc „creierul” care va controla cel mai mare radiotelescop din lume

Astronomii au combinat, în premieră, puterea a 64 de radiotelescoape pentru a observa structura Universului

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle
16-28 octombrie 1962 – Criza rachetelor din Cuba. Cele 13 zile în care lumea s-a apropiat de războiul nuclear
16-28 octombrie 1962 – Criza rachetelor din Cuba. Cele 13 zile în care lumea s-a apropiat de războiul nuclear
De ce expansiunea reală a Universului nu se potrivește cu datele noastre? Astronomii tocmai au elucidat misterul
De ce expansiunea reală a Universului nu se potrivește cu datele noastre? Astronomii tocmai au elucidat misterul
Un pui de țestoasă cu două capete a fost găsit la Cape Cod. Este al treilea caz în cinci ani
Un pui de țestoasă cu două capete a fost găsit la Cape Cod. Este al treilea caz în cinci ani
14 octombrie 1947 – Chuck Yeager sparge bariera sunetului
14 octombrie 1947 – Chuck Yeager sparge bariera sunetului
Cum ne anesteziază medicamentele și ce ne pot spune despre conștiință
Cum ne anesteziază medicamentele și ce ne pot spune despre conștiință
De ce avem nevoie de grăsime corporală și de ce prea puțină poate fi periculoasă
De ce avem nevoie de grăsime corporală și de ce prea puțină poate fi periculoasă
Cafeaua decofeinizată ar putea avea un avantaj surprinzător pentru creier
Cafeaua decofeinizată ar putea avea un avantaj surprinzător pentru creier
În ce țară vor putea fi văzute prețurile combustibililor direct în Google Maps?
În ce țară vor putea fi văzute prețurile combustibililor direct în Google Maps?
Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au turnat 300.000 de litri de apă sărată într-o pădure
Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au turnat 300.000 de litri de apă sărată într-o pădure
Italia este „invadată” de mașini cu numere străine. Mașinile din care țări sunt în top?
Italia este „invadată” de mașini cu numere străine. Mașinile din care țări sunt în top?
Restituire istorică în Franța: o vioară confiscată de naziști a fost înapoiată moștenitorilor după 80 de ani
Restituire istorică în Franța: o vioară confiscată de naziști a fost înapoiată moștenitorilor după 80 de ani
Fermierii scot din pământ cartofi tot mai mici. De ce apar „cartofii pitici”?
Fermierii scot din pământ cartofi tot mai mici. De ce apar „cartofii pitici”?
Ce s-a întâmplat după ce un fulger a lovit un avion cu peste 100 de pasageri?
Ce s-a întâmplat după ce un fulger a lovit un avion cu peste 100 de pasageri?
Un mecanic italian explică la câți kilometri trebuie să schimbi uleiul de motor ca să nu afectezi turbina
Un mecanic italian explică la câți kilometri trebuie să schimbi uleiul de motor ca să nu afectezi turbina