Холодные атомы помогут в раскрытии тайн космических лучей

Впервые в истории ученые смогли воспроизвести механизм ускорения Ферми в лабораторных условиях, используя ультрахолодные атомы. Этот прорыв не только подтверждает теорию, предложенную еще в 1949 году, но и открывает новые горизонты в изучении космических лучей и квантовых технологий.

Ученые успешно продемонстрировали революционный метод ускорения частиц с помощью ультрахолодных атомов

Источник: Wikimedia Commons

Международная исследовательская группа из Бирмингемского и Чикагского университетов добилась успеха, создав полностью управляемый ускоритель Ферми. Результаты их работы демонстрируют, как миниатюрное устройство размером всего 100 мкм способно разгонять частицы до высоких скоростей, имитируя процессы, происходящие в глубинах Вселенной.

Ускорение Ферми — это фундаментальный механизм, объясняющий, как космические лучи достигают колоссальных энергий. Однако до сих пор его экспериментальное воспроизведение оставалось сложной задачей. Ученые преодолели это ограничение, используя охлажденные до сверхнизких температур атомы и искусственные подвижные барьеры, созданные с помощью лазеров. В результате им удалось не только ускорить частицы, но и получить энергетические спектры, аналогичные тем, что наблюдаются в космических лучах.

Изучение квантового ускорения Ферми может привести к разработке новых инструментов для манипулирования квантовыми волновыми пакетами

Источник: Unsplash

Одним из ключевых достижений эксперимента стало подтверждение так называемого результата Белла — теоретического принципа, лежащего в основе моделей ускорения космических лучей. Это открытие позволяет по-новому взглянуть на процессы, происходящие в ударных волнах, зонах магнитного пересоединения и турбулентных потоках, которые играют важную роль в эволюции галактик и звезд.

Доктор Вера Гуаррера, ведущий автор исследования, подчеркивает, что работа ее команды — лишь первый шаг к более масштабным открытиям. Новый ускоритель Ферми — это универсальный инструмент, который можно использовать как для фундаментальной науки, так и для прикладных задач в квантовых технологиях.

Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые опубликовали результаты одного из самых амбициозных экспериментов последних лет по проверке Стандартной модели.