地球上可能存在難以想象的磁場

Mondo 科學 更新 2024-03-06

宇宙中有些地方的物質變得如此劇烈地扭曲,以至於磁力已經發展成一種難以想象的力量。 這些高動態中子星的引力壓縮核心,稱為磁星,將磁場集中到大約100萬億高斯的強度。

然而,地球上可能有一些區域,微小的磁場閃爍著,其強度甚至遠遠大於這些宇宙怪物。

美國能源部布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機(RHIC)對粒子相互作用的分析發現,通過與各種重離子的原子核碰撞,在物質噴射物上留下了破紀錄的磁場痕跡。

通過測量偏心碰撞釋放的較小夸克和膠子粒子的彈片,物理學家深入了解了作用在原子內部的力。

強磁場。

藝術家對重離子碰撞產生的超強電磁場的印象。 (蒂芙尼·鮑曼(Tiffany Bowman)和詹·阿布拉莫維茨(Jen Abramowitz),布魯克海文國家實驗室)。

這是第一次測量磁場與夸克膠子等離子體(QGP)相互作用,“Solenoid***的物理學家Diyu Shen與美國能源部的RIC(STAR)合作說。

夸克是在量子暴風雪中閃爍的基本粒子,它們的相互作用由短暫的膠子粒子控制,這些膠子粒子將夸克和反夸克風暴組合成構成所有原子的質子和中子。

了解夸克和反夸克在短暫的生命週期中如何在核粒子中躲避和俯衝,有助於物理學家從頭開始更好地理解物質的結構,但原子核心的空間並不適合膽小的人。

雖然理論上可以使用手性磁效應來繪製夸克及其帶相反電荷的反夸克孿生體的活**,但在實踐中,暴露的夸克和膠子霧中的電磁場太短而無法看到,並且很快就會屈服於競爭電流的流動。

物理學家認為,可能產生方便磁場的乙個條件並不完全是中心重原子核之間的碰撞。

通過相互夾緊,大質量束中的質子將以帶電渦旋的形式螺旋,這將產生強大的磁渦流 - 如此強大,以至於它們可以傳輸比顫抖的中子星更多的高斯。

恆星物理學家王剛說:“這些快速移動的正電荷應該會產生非常強的磁場,預計為1018高斯。 ”。

這可能是我們宇宙中最強的磁場。 ”

這將使這些磁閃光比最強大的磁星強大 10,000 倍,比典型冰箱磁鐵的 100 高斯強大 10 萬億倍。

磁星可以產生數萬年的磁渦,而這些質子感應的磁爆只持續十億分之一秒,這使得任何磁場本身的瞥見都是不可能的。

然而,碰撞釋放的帶電夸克仍然可以感覺到它的存在。

恆星探測器的疊加影象顯示了高能正面金碰撞的粒子軌跡。

恆星探測器的疊加影象顯示了高能正面金碰撞的粒子軌跡。 (Roger Stoutenburgh 和 Jen Abramowitz,布魯克海文國家實驗室)。

通過將金核投擲到不同的能量,以及釕和鋯相互碰撞,研究人員能夠篩選殘餘物並確定表明存在磁場的粒子所採取的路徑。

知道了這一點,他們就可以測量粒子的分布,提供有關夸克膠子等離子體電導率的重要細節。

“我們可以從集體運動的測量中推斷出電導率的價值,”Shen說。 ”。

粒子偏轉的程度與QGP中的電磁場強度和電導率直接相關——以前沒有人測量過QGP的電導率。 ”

該研究發表在《物理評論X》上。

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