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现实中上演科幻电影:超高能激光器模拟宇宙等离子体冲击波形成过程

1221-12-16 14:14:57  慕雪发布    来源:益择网

益择网讯(慕雪/编译)科幻电影中场面恢弘、视觉震撼的冲击波场景终于走出荧幕,进入科学家的实验室。近日,美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室威廉·福克斯研究员和罗切斯特大学Gennady fiksel研究员在激光实验室中模拟了宇宙中等离子体冲击波形成的过程,该试验为科学家们了解星系起源提供了有力工具,从此,科学家们摆脱预测宇宙形成的方法,转入试验证明时代。

在宇宙中,这些冲击波是在倒塌的超新星(由被称为“等离子体”的超热带电气体和其周围冷物质组成的球体)的薄边界区域发现的,这个边界存在陡峭的海啸般的等离子体墙,该墙存在动荡磁场,卷起等离子体来制造冲击波。宇宙射线(超高能宇宙粒子)它们不断地与湍流磁场相互作用从而有助于形成冲击波。研究人员利用两个非常强大的激光器击打真空室中的两块橡皮大小的塑料片,从而创造了两个对撞的极热等离子体团。接着,研究人员利用第三束激光碰撞等离子体发出的质子束来分析等离子体碰撞时发生了什么。质子撞击另一边的层膜,多层膜将质子束中不同能量的质子分离开来。

研究人员发现当两个等离子体合并时,他们便融入等离子体形成的长细丝丛,这种现象被称为“威布尔不稳定性”。研究人员认为“威布尔不稳定性”是宇宙中湍流磁域形成冲击波的原因,该磁场也能加速和推动宇宙射线。这项研究将有助于回答原始磁域形成星系的起源,并帮助研究者了解宇宙射线的工作原理和等离子体的产生机制。


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