Новости из мира высоких технологий

Ученые создали гамма-лучевой всплеск в лаборатории

Гамма-лучевые всплески, мощные вспышки света, — это самые яркие события в нашей Вселенной, которые длятся не дольше нескольких секунд или минут. Некоторые настолько яркие, что их можно наблюдать невооруженным глазом, вроде всплеска GRB 080319B, обнаруженного миссией NASA Swift GRB Explorer 19 марта 2008 года.

Но, несмотря на их интенсивность, ученые не знают причину появления гамма-всплесков. Некоторые люди вообще считают, что это послания инопланетных цивилизаций. И вот ученым удалось воссоздать мини-версию гамма-всплеска в лаборатории, открыв совершенно новый способ исследования их свойств. Результаты были опубликованы в Physical Review Letters.

Одна из причин возникновения гамма-всплесков заключается в том, что они каким-то образом рождаются в процессе выброса джетов частиц, создаваемых массивными астрофизическими объектами, такими как черные дыры. Это делает гамма-всплески чрезвычайно интересными для астрофизиков. Их подробное исследование может раскрыть ключевые свойства черных дыр, в которых эти вспышки рождаются.

Лучи, испускаемые черными дырами, в основном состоят из электронов и их «антиматериальных» компаньонов — позитронов. У всех частиц есть антивещества, которые идентичны им во всем, за исключением заряда. Такие лучи должны обладать сильными магнитными полями. Вращение этих частиц в поле рождает мощные всплески гамма-излучения. По крайней мере так предсказывают наши теории. Но никто не знает, как эти поля должны рождаться.

К сожалению, есть несколько проблем в изучении этих всплесков. Они не только живут очень мало, но — и это наиболее проблематично — и рождаются в далеких галактиках, иногда за миллиард световых лет от Земли.

Следовательно, вы полагаетесь на нечто, что находится невероятно далеко, появляется случайно и живет несколько секунд. Это похоже на попытку понять, из чего изготовлена свечка, имея лишь проблески свечей, которые время от времени зажигаются в тысячах километров от вас.

Самый мощный лазер в мире

Недавно было предложено, что лучший способ выяснить, как рождаются гамма-всплески, — имитировать их в небольших масштабах в лаборатории, создав небольшой источник электрон-позитронных пучков, и посмотреть, как они развиваются, предоставленные сами себе. Ученые из США, Франции, Великобритании и Швеции сумели создать небольшую версию этого явления, используя мощнейшие на Земле лазеры вроде лазера Gemini, принадлежащего Лаборатории Резерфорда-Эплтона в Англии.

Насколько мощный самый сильный лазер на Земле? Возьмите всю солнечную энергию, которая покрывает всю Землю, и сожмите ее до нескольких микрон (толщина человеческого волоса) — и получите мощность лазерного выстрела Gemini. Поражая лазером комплексную мишень, ученые смогли высвободить сверхбыстрые и плотные копии астрофизических джетов и создать сверхбыстрые анимации их поведения. Результат поразительный: ученые взяли настоящий джет, который простирается на тысячи световых лет и сжали его до нескольких миллиметров.

Ученые впервые сумели наблюдать ключевые явления, которые играют важную роль в создании гамма-лучевых всплесков, вроде самогенерации магнитных полей, которые живут длительное время. Это позволило подтвердить некоторые крупные теоретические предсказания о силе и распределении этих полей. Наша нынешняя модель, которая используется для понимания гамма-лучевых всплесков, находится на верном пути.

Этот эксперимент будет полезен не только для понимания гамма-лучевых всплесков. Материя, состоящая из электронов и позитронов, представляет собой чрезвычайно интересное состояние вещества. Обычное вещество на Земле состоит по большей части из атомов: тяжелых положительно заряженных ядер, окруженных облаков легких отрицательно заряженных электронов.

Из-за невероятной разницы в весе между этими двумя компонентами (самое легкое ядро весит в 1836 раз больше электрона), почти все явления, которые мы испытываем в нашей повседневной жизни, вытекают из динамики электронов, которые намного быстрее реагируют на любой ввод извне (свет, другие частицы, магнитные поля и так далее), чем ядра. Но в электрон-позитронном пучке обе частицы обладают одинаковой массой, поэтому несоответствие во времени реакции полностью устраняется. Это приводит к множеству увлекательных последствий. Например, в электрон-позитронном мире не существовало бы звука.

Зачем нам вообще переживать о столь далеких событиях? На самом деле есть зачем. Во-первых, понимание того, как рождаются гамма-всплески, позволит нам понять намного больше о черных дырах и открыть большое окно к пониманию того, как появилась наша Вселенная и как она будет развиваться. Во-вторых, есть и более тонкая причина. SETI — поиск внеземного интеллекта — ищет сообщения инопланетных цивилизаций, пытаясь уловить электромагнитные сигналы из космоса, которые нельзя объяснить естественным образом (в основном это касается радиоволн, но гамма-всплески также связаны с этим излучением).

Конечно, если направите детектор на космос, вы получите много разных сигналов. Но чтобы вычленить передачи разумных существ, сперва нужно убедиться, что известны все натуральные источники, которые можно и нужно исключить. Новое исследование поможет понять излучения черных дыр и пульсаров, поэтому, когда мы снова на них наткнемся, мы будем знать, что это не инопланетяне.


Источник: Ученые создали гамма-лучевой всплеск в лаборатории
Опубликовал:
Теги: Наука Вселенная физика review SETI Swift англия

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Ученые РАН обнаружили продукт, блокирующий распространение COVID-19
Ученые РАН обнаружили продукт, блокирующий распространение COVID-19
57
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 06:52 10 ноя 2021
Ученые опровергли самый популярный миф о коронавирусе
Ученые опровергли самый популярный миф о коронавирусе
104
Женский развлекательный и поучительный сайт. 17:06 25 мар 2020
Ученые рассказали, как выглядит идеальное женское тело. Большинство женщин ошибалось
Ученые рассказали, как выглядит идеальное женское тело. Большинство женщин ошибалось
41
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 09:01 26 окт 2020
Ученые сообщили, в каком возрасте люди быстрее прибавляют в весе
Ученые сообщили, в каком возрасте люди быстрее прибавляют в весе
7
Человек познаёт мир 08:16 20 сен 2021
Ученые составили портрет идеальной женской фигуры
Ученые составили портрет идеальной женской фигуры
46
Интересный мир 10:25 13 апр 2017
Ученые рассказали, какой напиток наносит непоправимый вред печени
Ученые рассказали, какой напиток наносит непоправимый вред печени
5
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 11:04 10 дек 2021
Ученые рассказали, как должно выглядеть идеальное женское тело
Ученые рассказали, как должно выглядеть идеальное женское тело
12
Интересный мир 14:11 06 окт 2018
Почему ты умный, но бедный. Ученые раскрыли главный секрет богатых людей
Почему ты умный, но бедный. Ученые раскрыли главный секрет богатых людей
40
Сад огород дача и все самое интересное 04:08 29 окт 2018
ЗДОРОВЬЕ Как есть меньше сладкого и не страдать?
ЗДОРОВЬЕ Как есть меньше сладкого и не страдать?
6
Женский развлекательный и поучительный сайт. 16:59 08 май 2022
Келли Брук - ученые доказали, что ее тело идеально (15 фото)
Келли Брук - ученые доказали, что ее тело идеально (15 фото)
35
Сад огород дача и все самое интересное 11:08 24 ноя 2021
Ученые задумались о связи между частотой "близости" и развитием мозга у женщин
Ученые задумались о связи между частотой "близости" и развитием мозга у женщин
8
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 17:43 02 янв 2022
Ученые выяснили, как худеть в 7 раз быстрее
Ученые выяснили, как худеть в 7 раз быстрее
11
Интересности 11:00 30 май 2017

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства