دانشمندان اولین ماده را از دیسک جمع آوری سیاهچاله دریافت می کنند

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

یک تیم تحقیقاتی بین المللی ، با مشارکت دانشمندان دانشگاه اوزاکا (ژاپن) ، دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای MEPhI (روسیه) و دانشگاه بوردو (فرانسه) ، پلاسما مشابه ماده ای را که در نزدیکی سیاهچاله ها یافت می شود ، بدست آورده اند.

نتایج مطالعه در مجله Physical Review E.

تجزیه و تحلیل تابش اشعه ایکس اجرام فضایی یکی از مهمترین روشهای اخترفیزیک است. به گفته محققان MEPhI ، دیسک های جمع آوری چاله سیاه ، که از ماده ای تشکیل می شود که در سوراخ می افتد و به حالت پلاسما گرم می شود ، یکی از منابع کیهانی تابش اشعه X قوی است.

یک تیم تحقیقاتی بین المللی با مشارکت دانشمندان MEPhI موفق شده اند به صورت مصنوعی حجم کمی از پلاسما را با ویژگی های مشابه آنچه در دیسک جمع آوری سیاهچاله یافت می شود ، بدست آورند.

“اخترفیزیک مدتهاست که به عنوان منشأ ناظران در نظر گرفته می شود ، زیرا تأثیرگذاری بر پدیده هایی که مورد مطالعه قرار می گیرد بسیار دشوار به نظر می رسد ، و حتی تولید بیشتر آنها حتی بیشتر. آزمایش ما بی نظیر است زیرا پارامترهای پلاسمای بدست آمده نیازی به مقیاس گذاری ندارند. آنها با پارامترهای واقعی دیسک تجمع سیاهچاله سیستم های باینری نزدیک از نوع Cygnus X-1 مطابقت دارند “، فیلیپ کورنایف ، دانشیار انستیتوی فن آوری های لیزر و پلاسما از MEPhI ، خاطرنشان کرد.

به گفته دانشمندان ، یک میدان مغناطیسی قوی ، که القا whose آن به چندین هزار تسلا می رسد ، عامل اصلی در شکل گیری منابع تابش X از این نوع است. این آزمایش برای آزمایش روش ایجاد چنین میدانهای مغناطیسی در پلاسما بود که به طور مشترک توسط دانشمندان م atسسه فناوری لیزر و پلاسما MEPhI و آزمایشگاه CELIA در دانشگاه بوردو ایجاد شد.

“این آزمایش نشان داده است که روش ما نه تنها ایجاد میدانهای مغناطیسی نیمه ثابت نیمه ثابت با اندازه رکورد ، بلکه همچنین شبیه سازی حالت پلاسما را که در آنها ایجاد می شود با تراکم زیاد انرژی ماده و انرژی الکترومغناطیسی ، که مورد نیاز در اخترفیزیک آزمایشگاهی مدرن ، “فیلیپ کورنایف گفت.

به گفته محققان ، این روش بر اساس اثر انعکاس پرتوی لیزر قدرتمند در امتداد سطح داخلی مارپیچی شکل هدف است. یک قطعه نورد فویل نازک با قطر چند صد میکرون به عنوان هدف استفاده شد. یک پالس لیزر با انرژی حدود 330 ژول و مدت زمان یک پیکو ثانیه تقریباً به طور کامل در توخالی هدف جذب شد و یک پلاسمای نسبی و یک میدان مغناطیسی با القای بیش از 2000 تسلا ایجاد کرد.

“با توجه به اینكه لیزر نسبتاً قدرتمندی برای مدت كوتاهی فقط 10-12 ثانیه بر روی هدف متمركز شد ، قدرت پالس حدود 20 برابر بیشتر از مصرف انرژی كل انرژیهای زمین معلوم شد. در نتیجه ، برای چندین پیک ثانیه ، پلاسما به صورت حجمی روی هدف ایجاد می شود ، با دمای میلیاردها درجه ، تراکم 1018 ذره در سانتی متر مکعب و یک میدان مغناطیسی منجمد بیش از 2000 تسلا ، که قابل مقایسه با پارامترهای پلاسما در منطقه فعال منابع اشعه X “، فیلیپ کورنایف توضیح داد.

دانشمندان گفتند ، حجم حاصل از پلاسمای گرم و بسیار مغناطیسی به اندازه کافی بزرگ بود تا از ویژگی های اساسی یک سیستم اخترفیزیکی کامل برخوردار باشد. به گفته محققان ، هندسه آزمایش به این امر کمک کرده است: در داخل حجم پلاسما ، میدان های مغناطیسی به سمت یکدیگر هدایت می شوند به طوری که نابودی میدان مغناطیسی در ناحیه تماس خطوط مغناطیسی مخالف صورت می گیرد و جریان های ذره ای با سرعت ایجاد می کند نزدیک به سرعت نور است.

همانطور که دانشمندان MEPhI توضیح دادند ، روش جدید برای ایجاد میدان های مغناطیسی بسیار قوی امکان بهبود تجهیزات برای ایجاد پرتوهای ذره ای هدایت شده را فراهم می کند ، و آنها را دقیق تر و قدرتمندتر می کند. از این دستگاه ها به طور گسترده ای در علوم تجربی ، پزشکی و سیستم های امنیتی استفاده می شود.

در این تیم تحقیقاتی بین المللی دانشمندانی از ژاپن (دانشگاه اوزاکا) ، فرانسه (دانشگاه بوردو) ، آلمان و روسیه حضور داشتند. این آزمایش با استفاده از امکانات لیزر LFEX در انستیتوی مهندسی لیزر در دانشگاه اوزاکا (ژاپن) انجام شد.