I ricercatori hanno creato in laboratorio una versione in miniatura delle onde d'urto di una supernova per risolvere un antico mistero del cosmo.
Quando le stelle muoiono e diventano supernova, creano onde d'urto che espellono particelle ad alta energia nell'universo. Le onde agiscono quasi come acceleratori, spingendo le particelle così forte che la loro velocità si avvicina alla velocità della luce. Tuttavia, gli scienziati devono ancora capire esattamente come e perché le onde d'urto accelerano le particelle.
"Questi sono sistemi affascinanti, ma sono difficili da studiare a causa della loro lontananza", ha affermato Frederico Feuse, uno scienziato senior presso il Laboratorio Nazionale di Accelerazione SLAC del Dipartimento dell'Energia che ha guidato lo studio.
Per studiare meglio le onde d'urto cosmiche, gli scienziati le hanno ricreate sulla Terra.
Fuze e i suoi colleghi hanno lavorato per creare un'onda d'urto diffusiva veloce che potesse imitare un'onda di supernova. I ricercatori hanno "sparato" potenti laser sui fogli di carbonio per creare due flussi di plasma diretti l'uno verso l'altro. Quando i flussi di plasma si sono scontrati, hanno creato un'onda d'urto "simile a una supernova", secondo la dichiarazione. Durante l'esperimento, sono state effettuate osservazioni utilizzando tecnologie ottiche e a raggi X.
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Gli scienziati hanno confermato che l'impatto è in grado di accelerare gli elettroni quasi alla velocità della luce. Tuttavia, rimane un mistero come ciò avvenga esattamente, il che ha spinto i ricercatori a rivolgersi alle simulazioni al computer. "Non possiamo vedere i dettagli di come le particelle guadagnano energia nemmeno negli esperimenti, per non parlare delle osservazioni astrofisiche. Ora è il momento della simulazione", ha affermato Anna Grassi, coautrice del nuovo studio.
I modelli al computer creati da Grassi hanno rivelato una possibile spiegazione: i campi elettromagnetici turbolenti all'interno dell'onda d'urto possono accelerare gli elettroni alle velocità indicate.