เว็บสล็อตแตกง่ายนักฟิสิกส์จับโปรตอน ‘ท่อง’ บนคลื่นกระแทก

การทดลองใหม่ชี้ให้เห็นว่าอนุภาคของอะตอมสามารถเร่งเว็บสล็อตแตกง่ายได้ด้วยกระบวนการที่คล้ายกับนักเล่นเซิร์ฟจับคลื่น โปรตอนได้รับความเร็วเพิ่มขึ้นไม่ได้มาจากคลื่นในมหาสมุทร แต่จากคลื่นกระแทกภายในพลาสมา ซึ่งเป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า คลื่นกระแทกดังกล่าวเป็นการรบกวนแบบโซนิคบูมซึ่งมีความหนาแน่น อุณหภูมิ และความดันเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน

งานวิจัยนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจอนุภาคพลังงานสูงบางตัว

ที่เคลื่อนผ่านจักรวาลได้ดียิ่งขึ้น คลื่นกระแทกในอวกาศคิดว่าจะขับเคลื่อนอนุภาคที่มีประจุ แต่ก็ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าอนุภาคได้รับแรงกระตุ้นของพวกมันอย่างไร ( SN: 11/12/20 )

ในการทดลองซึ่งเลียนแบบคลื่นกระแทกคอสมิกบางประเภท โปรตอนมีพลังงานสูงถึง80,000 อิเล็กตรอนโวลต์นักฟิสิกส์รายงาน 19 สิงหาคมในNature Physics ในอวกาศ คลื่นกระแทกที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์ไหลออกมาบรรจบกับสนามแม่เหล็กของโลก และที่อนุภาคเหล่านั้นช้าลงอย่างมากเมื่อเข้าใกล้ขอบของระบบสุริยะที่เรียกว่าการกระแทกที่ปลายสุด ( สน: 10/4/13 ).

นักวิทยาศาสตร์ใช้เลเซอร์อันทรงพลังเพื่อสร้างฟิสิกส์ของคลื่นกระแทกจักรวาลดังกล่าวขึ้นใหม่ในระดับที่เล็กกว่า ในการทดลอง เลเซอร์ระเบิดทำให้เป้าหมายกลายเป็นไอ โดยส่งพลาสมาพุ่งไปที่เมฆก๊าซไฮโดรเจน เมื่อพลาสมาไถผ่านแก๊ส คลื่นกระแทกก็ก่อตัวขึ้น และโปรตอนจากแก๊สก็เร่งขึ้น การวัดแสดงให้เห็น

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าโปรตอนสามารถเร่งความเร็วได้ด้วยกระบวนการ

ที่เรียกว่าการเร่งความเร็วการท่องคลื่นกระแทก ซึ่งเกิดขึ้นต่อหน้าสนามแม่เหล็ก อนุภาคถูกผลักไปตามสนามไฟฟ้าของคลื่นกระแทก และสนามแม่เหล็กช่วยให้อนุภาคอยู่บนเส้นทาง หากอนุภาคหลุดออกจากคลื่นกระแทก สนามแม่เหล็กจะบิดวิถีโคจรของอนุภาคเพื่อกลับสู่คลื่น เพื่อให้โปรตอนสามารถท่องอีกครั้ง

แน่นอนว่าไม่มีการกลับมาโดยอัตโนมัติสำหรับนักเล่นกระดานโต้คลื่นที่เป็นมนุษย์ Julien Fuchs จาก CNRS และห้องปฏิบัติการเพื่อการใช้เลเซอร์เข้มข้นในปาเลโซ ประเทศฝรั่งเศส กล่าว มันแย่เกินไป เขารำพึงว่า: “ฉันคิดว่าพวกเขาจะชอบมัน”

ถึงกระนั้น การวัดเพียงอย่างเดียวไม่ได้ระบุว่าการโต้คลื่นมีส่วนทำให้โปรตอนเร่งความเร็วหรือไม่ นักฟิสิกส์พลาสมา Frederico Fiuza จาก SLAC National Accelerator Laboratory ใน Menlo Park รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า “ความท้าทายอยู่ในการตีความเสมอ เหตุใดจึงทำให้เกิดการเร่งความเร็วนั้น”

ดังนั้น Fuchs และเพื่อนร่วมงานจึงสร้างการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของการทดลอง การเปรียบเทียบการจำลองและข้อมูลจริงแสดงให้เห็นว่าโปรตอนกำลังท่องคลื่นกระแทก

Carolyn Kuranz นักฟิสิกส์พลาสมาแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor กล่าวว่า “นี่เป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นอย่างแน่นอน เธอบอกว่าเธอหวังว่าการวิจัยเพิ่มเติมจะสามารถค้นพบหลักฐานโดยตรงเพิ่มเติมที่ไม่ต้องอาศัยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ “มันมีแนวโน้มมากสำหรับการทำงานในอนาคต”เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย