Aceleradores de partículas cósmicas que las cosas funcionen

18 11 2011

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Choques astrofísicos son una colección diversa

Aceleradores de partículas cósmicas que las cosas funcionen

16 de noviembre 2011
de la ESA satélites Cluster han descubierto que los aceleradores de partículas cósmicas son más eficientes que se pensaba. El descubrimiento ha revelado las primeras fases de aceleración, por primera vez, un proceso que podría aplicarse en todo el Universo. Todos los aceleradores de partículas necesita alguna manera de comenzar el proceso de aceleración. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN emplea una serie de aceleradores pequeños para obtener sus partículas a la velocidad antes de inyectarlas en las principales 27 kilometros de circunferencia del anillo de aceleración.

En el espacio, grandes campos magnéticos guía de las partículas conocidas como rayos cósmicos a través del universo a casi la velocidad de la luz, pero son notablemente malos para conseguir que se muevan en el primer lugar.

Ahora la misión Cluster de la ESA ha demostrado que algo similar a la "puesta en escena" proceso utilizado en el CERN está pasando por encima de nuestras cabezas en los aceleradores de partículas naturales del espacio.

El 9 de enero de 2005, cuatro satélites Cluster pasa a través de un choque magnético de alta de la Tierra. La nave gira se alinearon casi perfectamente con el campo magnético, lo que les permite probar lo que estaba sucediendo a los electrones en escalas de tiempo muy corto de 250 milisegundos o menos.

Las mediciones mostraron que los electrones se levantó bruscamente de la temperatura, la cual estableció las condiciones favorables a la aceleración de mayor escala.

Se había sospechado durante mucho tiempo que los choques podrían hacer esto, pero el tamaño de las capas de los golpes y los detalles del proceso había sido difícil de precisar. Ya no más.  

Choque de racimo nave encuentro de la Tierra arco.

Steven J. Schwartz, del Imperial College de Londres, y sus colegas utilizaron los datos del cluster para estimar el espesor de la capa de shock. Esto es importante porque cuanto más delgado es un shock, más fácilmente se puede acelerar las partículas.

"Con estas observaciones, se encontró que la capa de choque es casi tan delgado como sea posible ser", dice el profesor Schwartz.

Delgada en este caso corresponde a unos 17 km. Las estimaciones anteriores sólo habían sido capaces de atar el ancho de las capas de choque sobre la Tierra a no más de 100 km.

Esta es la primera vez que alguien ha visto esos detalles de la región de aceleración inicial.

El conocimiento es importante porque los choques están en todas partes en el Universo. Se crean siempre un medio de flujo rápido choca con un obstáculo o el flujo de otro.

Por ejemplo, un avión supersónico choca continuamente con la atmósfera antes de que el aire tiene una oportunidad de salir del camino, acumulando hasta que en un choque en la parte delantera del avión que oímos como una explosión sónica.

En el Sistema Solar, el Sol emite un rápido movimiento, el viento cargado eléctricamente. Cuando se encuentra con el campo magnético de la Tierra, una onda de choque permanente creado en frente de nuestro planeta.

Cluster ha sido fundamental en el estudio de este fenómeno y los nuevos resultados en este entorno local puede ser aplicable a gran escala. Los choques también se encuentran alrededor de estrellas en explosión, estrellas jóvenes y agujeros negro y galaxias enteras. Los científicos espaciales sospechar que estos pueden ser el origen de los rayos cósmicos de alta energía que llena el Universo.

Cluster ha demostrado que los shocks muy estrecho puede ser vital para poner en marcha el proceso de aceleración en esos lugares.Puede que no sea la única manera de comenzar las cosas, pero definitivamente es una forma de hacerlo.

"Este nuevo resultado pone de manifiesto el tamaño de la proverbial" recuadro negro ", lo que limita los posibles mecanismos involucrados en su interior partículas de aceleración", dice Matt Taylor, científico de la ESA del proyecto Cluster.

"Una vez más, Grupo nos ha proporcionado una visión clara de un proceso físico que ocurre en todo el Universo."
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