Новости искусства

Услoвия в нaшeй нeoбъятнoй Всeлeннoй мoгут быть сaмыми рaзными. Жeстoкoe пaдeниe нeбeсныx тeл oстaeтся нa пoвeрxнoсти плaнeт шрaмы. Ядeрныe рeaкции в сeрдцa и звeзды гeнeрирoвaть бoльшoe кoличeствo энeргии. Гигaнтскиe взрывы будут кaтaпульты прeпaрaт дaлeкo в кoсмoс. Нo кaк имeннo прoцeссы, кaк эти? Чтo oни гoвoрят нaм o Всeлeннoй? Мoжнo ли испoльзoвaть свoю силу нa блaгo чeлoвeчeствa?

Чтoбы выяснить это, исследователи из Национальной ускорительной лаборатории slac провели сложные эксперименты и компьютерное моделирование, которые воссоздают условия жестокой пространства в микро-масштабе лаборатории.

«В области лабораторной астрофизике быстро растет и определяется рядом технологических прорывов», — говорит Зигфрид Glenzer, руководитель научного отдела высоких плотностей энергии на ускорителе slac. — Теперь у нас есть мощные лазеры для создания экстремальных состояний вещества, передовые источников рентгеновского излучения для анализа этих государств от атомного уровня и высокопроизводительных суперкомпьютеров для выполнения сложных симуляторах, которые может направить и помочь, чтобы объяснить наши эксперименты. С большим потенциалом в этих областях, ускорителе slac особенно благодатная почва для таких исследований».

В трех недавних исследованиях, которые подчеркивают этот подход, влияние падения метеоров, ядер планет-гигантов и космические ускорители частиц, в миллионы раз мощнее большого адронного коллайдера, крупнейшего ускорителя частиц на Земле.

Пространство «побрякушки» предлагает метеоры

Известно, что высокое давление может получиться мягкая форма углерода-это графит, который используется в качестве стилуса находится в крайне тяжелом виде угля, алмазов. Если это то, что может произойти, если метеорит ударил в графит на земле? Ученые считают, что это, и что эти капли являются, по сути, могут быть достаточно мощными, чтобы произвести так называемую lonsdeylite, особая форма алмаза, который был даже сильнее, чем обычный алмаз.

«Существование голубые сыры были оспорены, но теперь мы находим доказательства для этого», — говорит Glenzer, главный исследователь работа опубликована в марте в природе связи.

Ученые подогревом поверхности графита мощный оптический лазерный импульс, который послал ударные волны внутри образца и быстро отодвинул. Показывает через источник ярких, сверхбыстрая рентгеновская LCLS, исследователи смогли увидеть, как потрясение изменило атомную структуру графита.

«Мы увидели, что в некоторых образцах графита, в течение нескольких миллиардных долей секунды, и при давлении в 200 ГИГАПАСКАЛЕЙ (2 миллиона раз атмосферное давление на уровне моря) образуется lonsdeylite» сказал ведущий Автор Доминик Краус из немецкого центра Гельмгольца, работала в Калифорнийском университете в Беркли во время исследования. «Эти результаты сильно поддерживают идею о том, что акты насилия могут синтезировать эту форму ромба, а это, в свою очередь, может помочь нам определить место падения метеора».

Гигантская планета превратить водород в металл

Второе исследование, недавно опубликованное в Nature коммуникациям, посвящена еще одна важная трансформация, которая может произойти внутри гигантских газовых планет вроде Юпитера, внутренней части, которая в основном состоит из жидкого водорода: при высокой температуре и давлении, этот материал переходит из «нормального» состояния изоляции к металлической, ща.

«Понять этот процесс предоставляет новые подробности о формировании планет и эволюции Солнечной системы», — говорит Glenzer, который также был одним из важнейших исследователей в эту работу. «Хотя этот переход уже предсказана в 1930-е годы, мы вообще никогда не открывается прямое окно в ядерных процессов».

Это не открытие до Glenzer и его коллеги-ученые провели эксперимент в Национальной лаборатории в Ливерморе (LLNL), где он использовал Янус высокомощный лазер для сжатия и нагрева образца жидкого дейтерия, тяжелой форме водорода, и создание флэш-рентген, который показал последовательные структурные изменения в образце.

Ученые увидели, что более высокое давление в 250 000 атмосфер и температуре 7000 градусов по Фаренгейту, дейтерий является фактическое изменение от нейтрального изолируя жидкости в ионизированной металла.

«Компьютерное моделирование показывает, что переход совпадает с отрывом двух атомов, которые обычно связаны друг с другом в молекулы дейтерия», — говорит ведущий Автор Пол Дэвис, аспирант Калифорнийского университета в Беркли во время написания исследования. «Очевидно, давления и температуры, вызванной лазерным ударных волн оторвать молекулы друг от друга, их электроны становятся несвязанными и могут проводить электричество».

В дополнение к планетологии, это исследование также может внести свой вклад в исследования, направленные на использование дейтерия в качестве ядерного топлива для термоядерных реакций.

Как построить космический ускоритель

Третий пример экстремальной Вселенной «на краю», это невероятно мощных космических частиц ускорители — в окрестностях сверхмассивных черных дыр, например, извергающего потоки ионизированного газа, плазмы, сотни тысяч световых лет в космосе. Энергию, содержащуюся в этих токов и их электромагнитными полями могут быть преобразованы в высокоэнергетических частиц, которые производят очень краткие, но интенсивные вспышки гамма-излучения, которые могут быть обнаружены на Земле.

Ученые хотят знать, как эти энергии ускорители, так как это поможет понять Вселенную. Кроме того, это могут быть уроки, новые идеи для построения более мощной деятельности. В итоге, ускорение частиц лежит в основе многих фундаментальных физических экспериментов и медицинского оборудования.

Исследователи считают, что одной из главных движущих сил космической деятельности может быть «магнитное пересоединение» это процесс, где линии магнитного поля в плазме перерыв и присоединяется еще один способ, выпустив магнитной энергии.

«Магнитное пересоединение, ранее наблюдавшихся в лаборатории, например, в экспериментах со столкновением двух плазм, которые были созданы с помощью мощных лазеров», — говорит Федерико это, исследователь из исследовательского отдела высоких плотностей энергии и главный исследователь в теоретической работе, опубликованной в марте в Физическая. «Но, ни один из этих лазерных экспериментах не наблюдали determlne ускорение частиц — ускорение, которое не связано с нагрева плазмы. Наша работа показывает, что при соответствующей конструкции наших экспериментах это нужно увидеть его».

Его команда провели серию компьютерных симуляций, что предсказал поведение частиц плазмы в таких экспериментах. Наиболее серьезные расчеты на основании 100 миллиардов частиц, которые требовали более миллиона часов процессорного и более терабайт памяти суперкомпьютера мира, Аргоннская национальная лаборатория.

«Мы определили важные параметры для используемых детекторов, в том числе и в энергетическом диапазоне, где они будут работать, необходимое энергетическое разрешение и место в эксперименте», — говорит ведущий Автор исследования Сэмюэл к «tatarica», аспирант Стэнфордского университета. — Наши результаты-это прямой путь к разработке будущих экспериментов, которые хотят знать, как частицы приобретают энергию в процессе магнитного пересоединения».