Ученые из ЦЕРН успешно воссоздали в лабораторных условиях плазменные огненные шары, испускаемые сверхмассивными черными дырами. Эти огненные шары, известные как релятивистские струи, представляют собой пучки плазмы, состоящие из электронов и позитронов, ускоренных почти до скорости света. Для моделирования этих астрофизических явлений команда использовала установку High-Radiation to Materials (HiRadMat).
Направив 300 миллиардов протонов из суперпротонного синхротрона на графитовые и танталовые мишени, исследователи запустили серию взаимодействий частиц. В результате этих взаимодействий образуются нейтральные пионы, которые распадаются на гамма-лучи. Гамма-лучи, в свою очередь, генерировали электронно-позитронные пары в электрическом поле тантала. В результате этого процесса образовалось 10 триллионов электронно-позитронных пар, создав стабильное состояние плазмы, подобное тому, которое наблюдается вблизи черных дыр.
Джанлука Грегори, соавтор исследования, подчеркнул важность этих экспериментов для преодоления разрыва между астрономическими наблюдениями и компьютерным моделированием, что позволит ученым лучше понять микрофизику струй черных дыр.