Paqëndrueshmëria e re e plazmës hedh dritë mbi natyrën e rrezeve kozmike
Shkencëtarët nga Instituti Leibniz për Astrofizikën e Potsdamit (AIP) kanë zbuluar një paqëndrueshmëri të re të plazmës që premton të revolucionarizojë të kuptuarit tonë për origjinën e rrezeve kozmike dhe ndikimin e tyre dinamik në galaktika.
Në fillim të shekullit të kaluar, Victor Hess zbuloi një fenomen të ri të quajtur rrezet kozmike që më vonë i dha çmimin Nobel. Ai kreu fluturime me balona në lartësi të madhe për të zbuluar se atmosfera e Tokës nuk jonizohet nga radioaktiviteti i tokës. Në vend të kësaj, ai konfirmoi se origjina e jonizimit ishte jashtëtokësore. Më pas, u përcaktua se “rrezet” përbëhet nga grimca të ngarkuara nga hapësira e jashtme që fluturojnë afër shpejtësisë së dritës në vend të rrezatimit. Megjithatë, emërtimi “rrezet kozmike” i tejkaloi këto gjetje.
Në studimin e ri, Dr. Mohamad Shalaby, shkencëtarët në AIP dhe autori kryesor i këtij studimi dhe bashkëpunëtorët e tij kanë kryer arXiv për të ndjekur trajektoret e shumë grimcave të rrezeve kozmike dhe për të studiuar se si këto ndërveprojnë me plazmën përreth që përbëhet nga elektrone dhe protone. Letra shfaqet në serverin e printimit paraprak simulimet numerike
Kur studiuesit studiuan rrezet kozmike që fluturonin nga njëra anë e simulimit në tjetrën, ata zbuluan një fenomen të ri që ngacmon valët elektromagnetike në plazma e sfondit. Këto valë ushtrojnë një forcë mbi rrezet kozmike, e cila ndryshon shtigjet e tyre dredha-dredha.
Më e rëndësishmja, ky fenomen i ri mund të kuptohet më mirë nëse marrim parasysh që rrezet kozmike nuk veprojnë si grimca individuale, por përkundrazi mbështesin një valë elektromagnetike kolektive. Ndërsa kjo valë ndërvepron me valët themelore në sfond, ato përforcohen fuqishëm dhe ndodh një transferim i energjisë.
“Kjo pasqyrë na lejon t’i konsiderojmë rrezet kozmike që sillen si rrezatim dhe jo si grimca individuale në këtë kontekst, ashtu siç është besuar fillimisht nga Victor Hess,”; Vërejtje profesor Christoph Pfrommer, kreu i seksionit të Kozmologjisë dhe Astrofizikës me Energji të Lartë në AIP. Një analogji e mirë për këtë sjellje është molekulat individuale të ujit që formojnë kolektivisht një valë që shpërthen në breg.
“Ky përparim erdhi vetëm duke marrë parasysh shkallët më të vogla që më parë janë anashkaluar dhe që vënë në dyshim përdorimin e teorive efektive hidrodinamike kur studiohen proceset plazmatike,” shpjegon Dr. Mohamad Shalaby.
Ka shumë aplikime të kësaj paqëndrueshmërie të plazmës së sapo zbuluar, duke përfshirë një shpjegim të parë se si elektronet nga plazma termike ndëryjore mund të përshpejtohen në energji të larta në mbetjet e supernovës.
“Kjo paqëndrueshmëri plazma e gjetur rishtazi përfaqëson një hap të rëndësishëm në kuptimin tonë të procesit të përshpejtimit dhe më në fund shpjegon pse këto mbetje supernovash shkëlqejnë në radion dhe rrezet gama,” raporton Mohamad Shalaby. Për më tepër, ky zbulim novator hap derën për një kuptim më të thellë të proceseve themelore të transportit të rrezeve kozmike në galaktika, gjë që përfaqëson misterin më të madh në kuptimin tonë të proceseve që formojnë galaktikat gjatë evolucionit të tyre kozmik.