Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) смогли получить в лабораторных условиях космический джет - пучок протонов, движущийся практически со скоростью света. Этот эксперимент, позволивший добиться управления плазмой, может лечь в основу технологий для энергетики, медицины (радиотерапии) и космических полетов. Об этом "Газете.Ru" рассказали в МФТИ.
Космические джеты представляют собой мощные струи плазмы, в которых частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света. Они формируются в результате сложных процессов, происходящих в аккреционных дисках вокруг черных дыр и нейтронных звезд. Во время формирования диска выделяется энергия, способная выбрасывать в космос вещество и излучение. Взаимодействие вращающейся материи и магнитных полей создает силу, которая направляет часть материала от центра диска, формируя джет.
Ученые создали модель джета при помощи лазерной установки, где мощные лазерные импульсы длительностью в одну пикосекунду были сфокусированы на поверхности тонкой медной мишени диаметром 10 микрометров. В результате облучения мишени был получен пучок протонов, движущийся практически со скоростью света. Он стал лабораторной моделью космического джета.
Ученые выяснили, что протонный пучок формируется из-за циклотронной неустойчивости — этот процесс вызывает появление токов, которые усиливают магнитное поле вдоль пучка. В результате пучок закручивается и сужается, ускоряя частицы в одном направлении и разделяя плазменную струю на множество частей.
"Нам удалось теоретически и экспериментально продемонстрировать, что развитие циклотронной неустойчивости с генерацией циклотронного излучения играет ключевую роль в ряде процессов в плазме с магнитным полем: самолокализации плазмы в виде солитонов, преобразовании вращательного движения плазмы в поступательное, циклотронном ускорении заряженных частиц, разделении плазменной струи на отдельные плазменные образования", — рассказал "Газете.Ru" профессор кафедры теоретической физики имени Ландау МФТИ Владимир Крайнов.
По словам ученых, понимание процессов, происходящих в космических джетах, может привести к новым открытиям в области астрофизики и помочь в разработке технологий, основанных на управлении плазмой. Такие технологии могут найти применение в энергетике, медицине, например, в радиотерапии, и даже в космических полетах.
