p Em todo o universo, ondas de choque supersônicas impulsionam os raios cósmicos e as partículas de supernova a velocidades próximas à velocidade da luz. A mais alta energia desses choques astrofísicos ocorre muito fora do sistema solar para ser estudada em detalhes e há muito intrigam os astrofísicos. Choques próximos à Terra podem ser detectados por espaçonaves, mas eles voam rápido demais para sondar a formação de uma onda. p Abrindo a porta para um novo entendimento

p Agora, uma equipe de cientistas gerou as primeiras ondas de choque de alta energia em um ambiente de laboratório, abrindo a porta para uma nova compreensão desses processos misteriosos. “Pela primeira vez, desenvolvemos uma plataforma para estudar choques altamente energéticos com maior flexibilidade e controle do que é possível com espaçonaves, "disse Derek Schaeffer, um físico da Princeton University e do Departamento de Energia dos EUA (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), e autor principal de um artigo de julho em Cartas de revisão física que descreve os experimentos.

p Schaeffer e seus colegas conduziram suas pesquisas nas instalações de laser Omega EP no Laboratório de Energética Laser da Universidade de Rochester. Colaborando no projeto estava o físico do PPPL Will Fox, quem projetou o experimento, e pesquisadores de Rochester e das universidades de Michigan e New Hampshire. "Isso permite que você entenda a evolução dos processos físicos ocorrendo dentro das ondas de choque, "Fox disse sobre a plataforma.

p Para produzir a onda, os cientistas usaram um laser para criar um plasma de alta energia - uma forma de matéria composta de átomos e partículas atômicas carregadas - que se expandiu em um plasma magnetizado pré-existente. A interação criada, dentro de alguns bilionésimos de segundo, uma onda de choque magnetizada que se expandiu a uma taxa de mais de 1 milhão de milhas por hora, congruente com choques além do sistema solar. A velocidade rápida representava um alto "número de Mach magnetosônico" e a onda era "sem colisão, "emulando choques que ocorrem no espaço sideral, onde as partículas estão muito distantes umas das outras para colidir com frequência.

p Descoberta por acidente

p A descoberta desse método de geração de ondas de choque realmente aconteceu por acidente. Os físicos estavam estudando a reconexão magnética, o processo no qual as linhas do campo magnético no plasma convergem, separar e reconectar energeticamente. Para investigar o fluxo de plasma no experimento, pesquisadores instalaram um novo diagnóstico nas instalações do laser de Rochester. Para sua surpresa, o diagnóstico revelou um acentuado aumento da densidade do plasma, que sinalizou a formação de uma onda de choque de alto número de Mach.

p Para simular as descobertas, os pesquisadores executaram um código de computador chamado "PSC" no supercomputador Titan, o computador mais poderoso dos EUA, alojado no Oak Ridge Leadership Computing Facility do DOE. A simulação utilizou dados derivados dos experimentos e resultados do modelo concordam bem com as imagens diagnósticas da formação do choque.

p Daqui para frente, a plataforma de laboratório permitirá novos estudos da relação entre choques sem colisão e a aceleração de partículas astrofísicas. A plataforma "complementa o presente sensoriamento remoto e observações de espaçonaves, "escreveram os autores, e "abre o caminho para investigações laboratoriais controladas de choques de alto número Mach".