На Земле воссоздали плазменные потоки из чёрных дыр: физики продвинулись в изучении космоса

Физики из международной коллаборации Fireball создали релятивистский пучок электрон-позитронной плазмы с использованием установки HiRadMat в ЦЕРН. Это позволяет детально изучать плазменные потоки, формируемые черными дырами.

В ходе эксперимента 300 млрд протонов из суперпротонного синхротрона направили на мишени из графита и тантала, что запустило каскад взаимодействий частиц, генерирующий пары электронов и позитронов. Протоны взаимодействуют с ядрами углерода в графите, выбивая элементарные частицы, среди которых нейтральные пионы распадаются на гамма-лучи. Эти гамма-лучи взаимодействуют с электрическим полем тантала, производя пары электронов и позитронов. В результате эксперимента было создано 10 трлн электрон-позитронных пар, что достаточно для моделирования астрофизической плазмы, сообщает Хайтек.

Цель эксперимента — воспроизвести микрофизику явлений, таких как струи черных дыр и нейтронных звезд, которые наблюдаются астрономически и моделируются на компьютерах. Это важно, так как каждая десятая сверхмассивная черная дыра в галактиках выбрасывает струи материи, содержащие электрон-позитронную плазму, влияющую на динамику и энергетический баланс черной дыры и ее окружения. Лабораторные исследования помогут лучше понять эти процессы.