Пристрій розміром з волосину допоміг пояснити походження енергії Всесвіту

Команда науковців з університетів Бірмінгема та Чикаго представила унікальний експеримент, який дозволив відтворити в лабораторних умовах процес прискорення частинок, відомий як механізм Фермі, повідомляє 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

Цей процес, вперше описаний фізиком Енріко Фермі у 1949 році, вважається ключовим для пояснення того, як космічні промені – високоенергетичні частинки, що прибувають із глибин космосу – отримують свою неймовірну енергію.

Як проходив експеримент?

Для експерименту дослідники використали ультрахолодні атоми та спеціальні рухомі бар'єри, створені за допомогою оптичних технологій. Пристрій, розміром не більший за людську волосину, здатен розганяти атоми до швидкості понад пів метра за секунду. Це дозволило не лише спостерігати прискорення частинок у контрольованих умовах, а й підтвердити теоретичні моделі, які раніше залишалися лише припущеннями.

Зафіксовані частинки та бар'єр / Фото G. Barontini

Одним із важливих результатів стало підтвердження так званого результату Белла, який лежить в основі всіх моделей прискорення космічних променів. Це означає, що вчені отримали спектри енергій, подібні до тих, що спостерігаються у реальних космічних променях.

Чому це важливе досягнення?

Такий прорив відкриває можливості для глибшого розуміння астрофізичних явищ, таких як ударні хвилі, магнітне перез'єднання чи турбулентність у космосі.

Цей експериментальний прискорювач не лише перевершує попередні методи прискорення, що використовуються в квантових технологіях, а й має потенціал для практичного застосування. Наприклад, у майбутньому подібні пристрої можуть стати основою для нових інструментів у квантовій хімії чи атомтроніці – галузі, що вивчає поведінку атомів у наднизьких температурах для створення технологій майбутнього.

Дослідники зазначають, що їхня робота – лише перший крок. Вони планують вивчати, як різні типи взаємодій впливають на швидкість прискорення та максимальну енергію частинок. Це може призвести до створення нових методів управління квантовими системами, що матиме значення як для фундаментальної науки, так і для практичних інновацій.

Важливо! З науковою роботою можна ознайомитися на сайті Physical Review Letters.