Los láseres que generan plasma pueden proporcionar información sobre las explosiones de partículas subatómicas que ocurren en el espacio profundo, según descubrieron los científicos. Tales hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender los rayos cósmicos, las erupciones solares y las erupciones solares: emisiones del sol que pueden interrumpir el servicio de telefonía celulary eliminar las redes eléctricas en la Tierra.
Los físicos han observado durante mucho tiempo que partículas como los electrones y los núcleos atómicos pueden acelerar a velocidades extremadamente altas en el espacio. Los investigadores creen que los procesos asociados con el plasma, el cuarto estado caliente de la materia en el que los electrones se han separado de los núcleos atómicos, podrían ser responsables.Los modelos teorizan que la reconexión magnética, que tiene lugar cuando las líneas del campo magnético en el plasma se separan y se reconectan, liberando grandes cantidades de energía, puede causar la aceleración.
Para abordar este problema, un equipo de investigadores dirigido por Will Fox, físico del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. DOE, recientemente utilizó láseres para crear condiciones que imitan el comportamiento astrofísico. La técnica de laboratorio permite el estudiode plasma similar al espacio exterior en un entorno controlado y reproducible. "Queremos reproducir el proceso en miniatura para realizar estas pruebas", dijo Fox, autor principal de la investigación publicada en la revista. Física de plasma .
El equipo utilizó un programa de simulación llamado Plasma Simulation Code PSC que rastrea las partículas de plasma en un entorno virtual, donde actúan los campos magnéticos y eléctricos simulados. El código se originó en Alemania y fue desarrollado por Fox y colegas enla Universidad de New Hampshire antes de unirse a PPPL. Los investigadores realizaron las simulaciones en la supercomputadora Titan en la Instalación de Computación de Liderazgo de Oak Ridge, una Instalación de Usuario de la Oficina de Ciencia del DOE, en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, a través del Impacto Computacional Innovador y Novedoso del DOE en la Teoríay Experimento INCITE.
Las simulaciones se basan en la investigación de Fox y otros científicos que establecen que los plasmas creados por láser pueden facilitar el estudio de los procesos de aceleración. En las nuevas simulaciones, estos plasmas burbujean hacia afuera y chocan entre sí, lo que desencadena la reconexión magnética. Estas simulaciones también sugieren dostipos de procesos que transfieren energía del evento de reconexión a partículas.
Durante un proceso, conocido como aceleración de Fermi, las partículas ganan energía cuando rebotan entre los bordes exteriores de dos burbujas de plasma convergentes. En otro proceso llamado aceleración de la línea X, la energía se transfiere a las partículas a medida que interactúan con la electricidadcampos que surgen durante la reconexión.
Fox y el equipo ahora planean realizar experimentos físicos que reproducen las condiciones en las simulaciones utilizando tanto la instalación láser OMEGA en el Laboratorio de Energética Láser de la Universidad de Rochester como la Instalación Nacional de Encendido en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore del DOE. "Estamostratando de ver si podemos acelerar las partículas y observar las partículas energizadas experimentalmente ", dijo Fox.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Original escrito por Raphael Rosen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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