激光生产的等离子棚宇宙射线，太阳爆发

时间：2021-11-20 15:58:08来源：

科学家揭示了激光产生的等离子体可以深入了解在深空中发生的亚原子颗粒的爆发。这些发现可以帮助科学家了解宇宙射线，太阳耀斑和太阳爆发 - 太阳的排放，可以扰乱手机服务并淘汰地球上的电网。

物理学家长期观察到电子和原子核等颗粒可以加速到空间中极高的速度。研究人员认为，与等离子体相关的过程，电子已经与原子核分离的热的第四种物质，可能是负责任的。一些模型理论为磁性重新连接，当等离子体中的磁场线分开并重新连接，释放大量能量时，可能导致加速度。

解决这个问题，由美国能源部（DOE）普林斯顿普林斯顿物理实验室（PPPL）的物理学家领导的研究人员，最近使用激光器创造模仿天体物理行为的条件。实验室技术能够在受控和可重复的环境中研究外太空等离子体。“我们希望重现在缩影中进行的过程进行这些测试，”福克斯表示，在众多研究杂志的研究中发表的研究。

该团队使用称为等离子体仿真代码（PSC）的模拟程序，该仿真代码（PSC）追踪虚拟环境中的等离子体粒子，在那里通过模拟的磁场和电场作用。该代码起源于德国，并在加入PPPL之前，福克斯和新罕布什尔大学的同事进一步开发。研究人员通过DOE的创新和新颖的理论和实验（煽动）计划，在Oak Ridge Enditional实验室进行了橡树岭领导计算设施的橡树岭领导计算设施的模拟。

通过福克斯和其他科学家建立激光创造的等离子体的研究建立了研究可以促进加速过程的研究。在新模拟中，这种等离子体向外气泡并彼此碰撞，触发磁重新连接。这些模拟还提出了两种过程，将能量从重新连接到粒子转移到粒子。

在一个过程中，称为Fermi加速，粒子在两个会聚等离子体气泡的外边缘之间来回产生能量。在另一个名为X线加速度的过程中，能量转移到颗粒，因为它们与在重新连接期间产生的电场相互作用。

福克斯和该团队现在计划进行物理实验，在罗切斯特大学的激光能量学和DOE劳伦斯国家实验室的激光能量学和国家点火设施中使用Omega激光设施在模拟中复制仿真条件。“我们试图看看我们是否可以获得粒子加速并通过实验观察激励粒子，”福克斯说。

与福克斯合作对普斯马斯，普林斯顿大学PPPL，密歇根大学的物理学家。资金来自DOE的科学办公室（融合能源科学和国家核安全管理局）。

出版物：W. Fox等，“碰撞磁化激光产生的等离子体中的天体物理颗粒加速机制，Plasmas 24,092901（2017）的物理学。 DOI：10.1063 / 1.4993204