Американские ученые из Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета создали на Земле особый вид плазмы, встречающийся в глубоком космосе. Это вещество известно как релятивистская плазма, состоящая из электрон-позитронных пар и антиматерии. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).
За пределами нашей планеты релятивистскую плазму можно найти вокруг нейтронных звезд и черных дыр, но ее производство в лабораторных условиях оставалось сложной задачей.
«Лабораторная генерация плазменных «огненных шаров», состоящих из материи, антиматерии и фотонов, остается исследовательской целью на переднем крае науки о высокой плотности энергии», — отметил ведущий специалист проекта, физик Чарльз Эрроусмит.
В ходе эксперимента на установке HiRadMat на суперпротонном ускорителе Европейской организации ядерных исследований в Женеве ученые получили чрезвычайно мощные квазинейтральные пучки электрон-позитронных пар.
Каждый протон несет кинетическую энергию, в 440 раз превышающую его энергию покоя. Из-за такого высокого импульса, когда протон разбивает атом, он высвобождает его внутренние составляющие — кварки и глюоны. Благодаря этим свойствам сгенерированный в лаборатории луч содержал достаточно частиц, чтобы вести себя как космическая плазма.
По словам авторов открытия, их прорыв открывает путь к лучшему пониманию фундаментальных принципов работы Вселенной.
Ранее ученые выяснили, почему погасшие звезды иногда взрываются, как термоядерные бомбы.