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    Un grupo internacional de investigadores de la Universidad de Osaka (Japón), la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia y la Universidad de Burdeos (Francia) obtuvieron un plasma idéntico a la sustancia que gira entorno a un agujero negro.

    El análisis de los rayos X que emiten los objetos espaciales es uno de los métodos más importantes de la astrofísica. Según los científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia (Moscú), una de las fuentes de emisiones fuertes de rayos X son los discos de acrecimiento de los agujeros negros que representan una sustancia calentada hasta el estado del plasma que decae hacia el agujero.

    Un equipo internacional de científicos con la participación de los expertos de la MEPhI logró recrear por primera vez en el laboratorio un volumen pequeño de un plasma con características idénticas a la sustancia que se encuentra en el disco de acrecimiento de un agujero negro.

    "La astrofísica fue durante mucho tiempo una rama de la que solo se ocupaban los observadores, porque era difícil influir en los fenómenos que estudia y reproducirlos. La diferencia con nuestro experimento consiste en que no hay que escalar los parámetros del plasma obtenido que corresponden a los parámetros reales del plasma en los alrededores del agujero negro de sistemas estelares dobles como Cygnus X-1", señala Filip Kornéiev, empleado del Instituto de Tecnologías de Láser y Plasma de la MEPhI.

    Según los científicos, el factor clave de la formación de las fuentes de rayos X de este tipo es un campo magnético fuerte cuya inducción alcanza varios miles de teslas. El objetivo del experimento fue comprobar el método de creación de tales campos magnéticos en el plasma elaborado en conjunto por los científicos del Instituto LaPlas de la MEPhI y del laboratorio CELIA de la Universidad de Burdeos.

    "La experiencia demuestra que nuestro método no sólo permite crear campos magnéticos de frecuencia superalta cuasi-estáticos de valor récord, sino también modelar el estado del plasma que surge en éstos con alta densidad energética de la sustancia y la energía electromagnética, lo que goza de demanda en la astrofísica actual de laboratorio ", explica Filip Kornéiev.

    Según los científicos, la concepción del método parte del efecto de reflexión de un potente rayo láser a lo largo de la superficie interna del blanco en forma de espiral. En calidad de blanco se usó un trozo enrollado de hoja de metal fina con un diámetro de varias centenas de micrómetros. El impulso de láser con la energía de unos 330 julios y la duración de un picosegundo se absorbió casi por completo en la cavidad del blanco creando adentro un plasma relativista y un campo magnético con la inducción de más de dos mil teslas.

    "Gracias al hecho que el láser potente fue enfocado en el blanco con una duración tan pequeña (10-12 segundos), la potencia del impulso fue unas 20 veces mayor que la potencia consumida de toda la energía de la Tierra. Como resultado, durante unos picosegundos, en el volumen del blanco se formó el plasma con la temperatura de miles de millones de grados, la densidad de 1018 partículas por un cm3 y el campo magnético congelado de más de 2.000 teslas, lo que corresponde a los parámetros del plasma en el área activa de las fuentes de rayos X", explica Filip Kornéiev.

    Según los científicos, el volumen obtenido del plasma caliente fuertemente magnetizado fue demasiado alto para tener las características más importantes de un sistema astrofísico pleno . Según ellos, la geometría del experimento contribuyó a esto: dentro del volumen del plasma los campos magnéticos fueron dirigidos de frente de tal forma que en el área de intersección de las líneas magnéticas opuestas se produjo la aniquilación del campo magnético que conlleva el surgimiento de flujos de partículas a velocidades próximas a la velocidad de la luz.

    ​Los científicos de la MEPhI explicaron que el método de creación de campos magnéticos superfuertes permitirá en un futuro mejorar la tecnología de creación de haces de partículas dirigidos, haciéndola más precisa y potente. Tales dispositivos se usan en la ciencia experimental, la medicina y los sistemas de seguridad.

    La investigación fue realizada por un equipo internacional integrado por científicos de Japón (Universidad de Osaka), Francia (Universidad de Burdeos), Alemania y Rusia. El experimento se llevó a cabo en el equipo láser LFEX del Instituto de Ingeniería Láser de Osaka (Japón).

    Etiquetas:
    Espacio, agujero negro, Japón, Rusia, MEPhI (universidad)
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