計算機模擬實驗闡明出兩個互相遠離的激波中磁場的紊流結構。
當星體爆燃成為超新星時，它們會在周圍的等離子體中形成沖擊波。這種沖擊波十分強悍，甚至可以充當粒子加速器：以接近光速的速率將粒子流噴射到宇宙中。但是，這一過程是怎樣完成的，依然是個謎。
據(jù)俄羅斯“物理學組織”網(wǎng)站6月8日消息稱，科學家們通過創(chuàng)建一個縮小版的沖擊實驗室，發(fā)明了一種新的方式來研究天體化學沖擊波的內(nèi)部運作機制。她們發(fā)覺，天體化學沖擊波會在微觀尺度上粒子天體物理，漸漸發(fā)展出紊流，而紊流將在這種電子被提高到令人無法置信的速率之前，將它們踢向激波。
超新星遺跡會形成高硬度的電磁場，并讓帶電粒子在沖擊波中多次大跌，再最終將它們推進到急速。不過，這種粒子首先必須聯(lián)通得十分迅速，能夠穿透激波，而目前還沒有人確定到底是哪些誘因引起粒子加速。要解決這個問題，最直觀的方法就是去研究超新星，瞧瞧它們周圍的等離子體是哪些狀態(tài)。
該項研究的負責人、美國能源部SLAC國家加速器實驗室的資深科學家Fiuza介紹道：“這些令人著迷的數(shù)學系統(tǒng)距離太遠，我們很難對它們進行研究。雖然我們并不準備在實驗室中制造出超新星殘片，并且我們可以在哪里獲得更多關于天體化學沖擊波化學機制的知識，并驗證數(shù)據(jù)模型。”
她們發(fā)覺，激波產(chǎn)生時確實才能將電子加速到接近光速粒子天體物理，但是電子的最高速率與她們基于激波特點檢測值的預期加速度是一致的。但是，這種電子是怎樣達到這么高速的微觀細節(jié)依然不甚明了。辛運的是，以實驗數(shù)據(jù)為基準的數(shù)據(jù)模型可以幫助闡明部份細微誘因。
研究小組成員、博士后Anna解釋道：“即便是在實驗中，我們也未能觀測到粒子獲得能量的細節(jié)。這正是模擬實驗大有作為的領域。”
數(shù)據(jù)模型給出了針對這一問題的解決方案：激波內(nèi)部的紊流電磁場雖然還能提高電子的速率，讓那些粒子就能逃出激波并再度穿越回去，以獲得更快的速率。事實上，讓粒子以足夠快的速率穿過沖擊波的機制，與沖擊波讓粒子以天文速率穿過沖擊波的機制十分相像，只不過后者局限在更小的范圍內(nèi)。
更具普遍意義的是，這種發(fā)覺可以幫助研究人員趕超天文觀測手段的限制，并更好地借助太空飛船上的設備去觀測太陽系中相對溫和的激波。Fiuza評論道：“這項工作為在實驗室中研究超新星遺跡的化學現(xiàn)象，開辟出一條嶄新的路徑。”
原創(chuàng)編譯：朱明逸審稿：alone責編：雷鑫宇