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
Specia din Insulele Galapagos care pare să evolueze în sens invers
Specia din Insulele Galapagos care pare să evolueze în sens invers
Justiție și moarte: evoluția pedepsei capitale de-a lungul secolelor
Justiție și moarte: evoluția pedepsei capitale de-a lungul secolelor
Avocați împotriva morții. Cine sunt cei care își asumă să pledeze cauza celor mai huliți oameni ai societății
Avocați împotriva morții. Cine sunt cei care își asumă să pledeze cauza celor mai huliți oameni ai societății
Courteney Cox a intrat în istoria culturii pop în 1985, spunând pentru prima dată cuvântul „menstruație” la televizor
Courteney Cox a intrat în istoria culturii pop în 1985, spunând pentru prima dată cuvântul „menstruație” la televizor
Ce porți la plajă peste costumul de baie? Iată 5 sugestii (P)
Ce porți la plajă peste costumul de baie? Iată 5 sugestii (P)
Mâncare nesănătoasă, dar mai puțin dăunătoare: Ce recomandă experții în nutriție dacă poftești la „junk food”
Mâncare nesănătoasă, dar mai puțin dăunătoare: Ce recomandă experții în nutriție dacă poftești la „junk food”
Test de cultură generală. Care planetă ar putea pluti pe apă?
Test de cultură generală. Care planetă ar putea pluti pe apă?
Foștii șefi ai NASA fac front comun împotriva tăierilor de buget propuse de administrația Trump
Foștii șefi ai NASA fac front comun împotriva tăierilor de buget propuse de administrația Trump
Europenii tocmai au trecut prin cea mai fierbinte lună iunie din istoria măsurătorilor
Europenii tocmai au trecut prin cea mai fierbinte lună iunie din istoria măsurătorilor
Schimbările climatice au amplificat valul de căldură în Europa și au triplat decesele
Schimbările climatice au amplificat valul de căldură în Europa și au triplat decesele
„Copiii au dreptul la o pace autentică și durabilă”, transmite Papa Leon
„Copiii au dreptul la o pace autentică și durabilă”, transmite Papa Leon
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Chatbotul Grok al lui Elon Musk a generat comentarii prin care îl laudă pe Adolf Hitler
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
Nivel record la prețul cuprului în SUA după ce Donald Trump a anunțat un tarif de 50%
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
YouTube ar putea bloca creatori la cererea Guvernului din Pakistan
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice
Papa Leon spune că „trebuie să ne rugăm” pentru oamenii care nu cred în schimbările climatice
Cum îți ceri scuze corect: greșelile de evitat și pașii care chiar contează
Cum îți ceri scuze corect: greșelile de evitat și pașii care chiar contează
Epava unei nave portugheze, capturată de pirați acum 300 de ani, a fost descoperită lângă Madagascar
Epava unei nave portugheze, capturată de pirați acum 300 de ani, a fost descoperită lângă Madagascar