agujero negro – UNIVERSIDAD DE OXFORD
MADRID, 14 de junio (EUROPA PRESS) –
Los físicos de Oxford han liderado el desarrollo de una forma novedosa de producir experimentalmente “bolas de fuego” de plasma en la Tierra, abriendo un camino Nueva frontera en astrofísica de laboratorio.
Los nuevos hallazgos se publicaron esta semana en Comunicaciones de la naturaleza.
Los agujeros negros y las estrellas de neutrones son los objetos más compactos del universo. Alrededor de estos ambientes astrofísicos extremos existen plasmas, el cuarto estado fundamental de la materia junto con los sólidos, líquidos y gases. La intensa gravedad de estos objetos densos atrae la materia cercana y también hace que disparen potentes chorros de plasma, compuestos principalmente por pares de electrones y su contraparte de antimateria, positrones. Si bien estos chorros se ven a menudo en el espacio, crearlos en un laboratorio ha demostrado ser un gran desafío hasta ahora.
Ahora, por primera vez, un equipo internacional de científicos ha creado con éxito haces de plasma de alta densidad en el laboratorio. que contiene alrededor de 10 mil millones de pares electrón-positrón. Un número tan alto significa que el haz se comporta como un verdadero plasma (con actividad ondulatoria) y no simplemente como una colección de partículas.
Según los investigadores, este avance abre la puerta a futuros experimentos para explorar los poderosos procesos que ocurren en los estallidos de rayos gamma, los GRB (estallidos de luz de alta energía que se cree que son causados por eventos catastróficos en el espacio exterior) y los flujos. Salida de núcleos galácticos activos, AGN (regiones extremadamente brillantes en los centros de algunas galaxias alimentadas por agujeros negros supermasivos).
“La generación en laboratorio de ‘bolas de fuego’ de plasma compuestas de materia, antimateria y fotones es un objetivo de investigación a la vanguardia de la ciencia de alta densidad de energía”, afirma. es una declaración El autor principal, Charles Arrowsmith, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford. “Pero la dificultad experimental de producir pares electrón-positrón en cantidades suficientemente altas ha limitado, hasta ahora, nuestra comprensión a estudios puramente teóricos”.
Junto con investigadores del Laboratorio Rutherford Appleton en Harwell, el grupo diseñó un experimento novedoso aprovechando las instalaciones HiRadMat en el acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra.
El experimento produjo una gran cantidad de pares electrón-positrón utilizando 300 mil millones de protones del acelerador SPS. Cada protón tenía 440 veces más energía cinética que su energía normal en reposo. Debido a esto, cuando estos protones de alta energía chocaban con un átomo, tenían suficiente poder para romper los componentes del átomo (quarks y gluones), que luego rápidamente se volvían a unir. para crear una cascada de partículas que eventualmente se convirtieron en electrones y positrones.
Básicamente, el haz generado en el CERN tenía suficientes partículas para empezar a comportarse como un verdadero plasma astrofísico alrededor de un agujero negro.
El equipo también ha desarrollado técnicas para modificar la emitancia de haces emparejados, lo que permite estudios controlados de interacciones de plasma en análogos a escala de sistemas astrofísicos.
