um espetáculo cósmico na Terra

junho 24, 2024
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um espetáculo cósmico na Terra


Os jatos de plasma são produzidos por uma variedade de fontes astrofísicas. Quanto mais extremo o objeto, mais rápido esses jatos podem se mover. Estudá-los remotamente já forneceu muitos dados importantes, mas se fosse possível produzi-los em laboratório saberíamos muito mais sobre eles.

Este ainda é um objetivo ambicioso para pesquisadores que desejam compreender mais sobre fenômenos astrofísicos extremos. No entanto, um avanço significativo foi feito: os cientistas conseguiram criar bolas de plasma.

Concepção artística de um jato de plasma ejetado por um buraco negro. Crédito: Thierry Lombry – Shutterstock

Até agora, os análogos de laboratório não tinham partículas suficientes para simular o comportamento complexo destes jatos, mas o novo estudo, publicado este mês na revista Comunicações da Naturezasuperou essa barreira gerando um feixe de plasma de alta densidade com 10 trilhões de pares elétron-pósitron.

“A geração laboratorial de ‘bolas de fogo’ de plasma compostas de matéria, antimatéria e fótons é um objetivo de pesquisa na vanguarda da ciência de alta densidade de energia”, disse Charles Arrowsmith, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, em comunicado. declaração. “Mas a dificuldade experimental de produzir pares electrão-pósitron em números suficientemente elevados limitou, até agora, a nossa compreensão a estudos puramente teóricos.”

Consulte Mais informação:

Criar bolas de fogo de plasma em laboratório ajuda a entender jatos cósmicos

O experimento foi realizado no acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), na Suíça. Prótons de alta energia foram acelerados e colidiram com um alvo atômico, criando um plasma de quarks e glúons, de onde emergiram elétrons e pósitrons.

Esta emissão é notável porque abre novas possibilidades para o estudo de alguns dos jatos mais colossais do Universo, como os de supernovas, colisões de estrelas de neutrões e buracos negros supermassivos.

A criação de jatos de plasma em laboratório ainda não é possível, mas um grande avanço foi alcançado. Crédito: Antrakt2 – Shutterstock

A equipe conseguiu modificar a emissão de feixes de matéria e antimatéria, um controle crucial para realizar mais estudos e tornar o plasma mais semelhante aos seus homólogos astrofísicos. “Isto abre uma fronteira inteiramente nova na astrofísica laboratorial, tornando possível sondar experimentalmente a microfísica de explosões de raios gama ou jatos de núcleos galácticos ativos”, disse Arrowsmith.

O professor Gianluca Gregori, o investigador principal do experimento, explicou que os telescópios terrestres e de satélite não conseguem resolver os mínimos detalhes de explosões e fluxos de raios gama distantes de núcleos galácticos ativos. Até então, os cientistas dependiam de simulações numéricas. “Esta nova abordagem permitir-nos-á agora testar as previsões de cálculos teóricos sofisticados, por exemplo, para validar como as bolas de fogo cósmicas interagem com o plasma interestelar que existe entre as estrelas.”





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