پلاسمای لیزری دانشمندان را یک قدم به درک اشعه های کیهانی نزدیک‌تر کرد

این یافته ها می تواند دانشمندان را در فهم اشعه های کیهانی، شعله های خورشیدی و طوفان خورشیدی یاری کند. تشعشعات ناشی از سطح خورشید که در سرویس های تلفن همراه تداخل ایجاد می‌کند و شبکه های قدرت روی کره زمین را نابود کند.

فیزیکدانان مدت هاست مشاهده کرده اند که ذراتی مانند الکترون و هسته اتمی تا سرعت های بسیار بالا سرعت ببخشند. محققان بر این باورند لیل اصلی پروسه های همراه با پلاسما، حالت چهارم داغ مواد است که الکترون از هسته اتم جدا شده است. بعضی از مدل های اتصال مجدد مغناطیسی، عمدتا هنگامی اتفاق می افتد که خطوط میدان مغناطیسی موجود در پلاسما از هم جدا شده و سپس با هم برخورد می کند و مجددا متصل می شوند و این انرژی زیادی آزاد می کند و احتمالا دلیل اصلی این شتاب گیرندکی است.

تیمی از محققین به سرپرستی Will Fox، فیزیکدان در دپارتمان انرژی (DOE) و آزمایشگاه فیزیک پلاسمای لیزری پرینستون (PPPL) ایالات متحده، به تازگی از پلاسمای لیزری جهت شبیه سازی رفتار آسترو فیزیک (فیزیک نجومی) استفاده کرده اند. تکنیک آزمایشگاهی، مطالعه روی پلاسمای لیزریِ فضایِ بیرونی را در شرایطی قابل کنترل و همچنین تولید مجدد را فراهم می سازد.

آقای Fox در یکی از مقالاتش در ژورنال physics of plasmas گفت:

ما می خواهیم این پروسه را در مقیاس خیلی کوچک بازتولید کنیم تا تمامی آزمایشات قابل انجام باشد.

این تیم از یک نرم افزار شبیه ساز پلاسما (PSC) تا ذرات پلاسما را در یک محیط مجازی دنبال کند، جایی که ذرات توسط میدان های مغناطیسی و الکتریکی عمل می کنند. این نرم افزار پیش تر توسط خود آقای Fox و همکارانش در دانشگاه New Hampshire کشور آلمان تولید شد. محققان آزمایش را با استفاده از ابر کامپیوتر متعلق به Oak Ridge Readership Computing Facility در Oak Ridge National Laboratory و توسط پروژه INCITE به اجرا در آوردند.

شبیه سازی های و تحقیقات انجام شده توسط آقای Fox نهایتا منجربه این فرضیه شد که پلاسماهای تولید شده توسط لیزر می تواند مطالعه روی پروسه شتاب گیری ذرات را تسهیل ببخشد. در شبیه سازی های نوین، این پلاسماها به صورت حباب هایی به طرف بیرون تولید شده، باهم برخورد کرده به درون هم فرو میروند، که این خود باعث اتصال مجدد مغناطیسی می شود. این شبیه سازی ها همچنین 2 نوع انتقال انرژی متفاوت از طرف پدیده اتصال مجدد به درون ذرات ریز اتمی را بیان می کند.

در طول پروسه اول، که شتاب فرمی نامیده می شود، ذرات هنگامی که به سمت عقب پرش می کنند انرژی بدست می آورند و بین لبه خارجی دو حباب پلاسما به سمت جلو حرکت می کنند. در پروسه بعدی مخابره انرژی، که به شتاب خط X معروف است، هنگامی که ذرات با میدان های الکتریکی ناشی از پدیده اتصال مجدد تعامل انجام می دهند انرژی به ذرات انتقال داده می شود.

فاکس و همکارانش اکنون روی انجام آزمایشات تجربی فیزیکی که شرایط را در شبیه سازی ها با استفاده از لیزر OMEGA متعلق به دانشگاهRochester Laboratory و همچنین از امکانات و ابزار National Ignition متعلق به Lawrence Livemore National جایگزین می کند، استفاده می کنند. همچنین Fox معتقد است:

ما می‌کوشیم ببینیم که آیا می توان به شتاب ذره ای دست یافت و ذرات دارای انرژی را به صورت تجربی مشاهده کرد.

منبع: www.businessinsider.com