Desvelan el funcionamiento de los campos magnéticos en fenómenos cósmicos
8/1/2018 de University of Chicago / Review of Scientific Instruments
Astrofísicos computacionales describen un método nuevo de adquisición de información en experimentos que utilizan haces láser para reproducir condiciones cósmicas. Crédito: Lawrence Livermore National Laboratory.
El desarrollo de láseres ultraintensos que proporcionan la misma potencia que toda la red eléctrica de los Estados Unidos, ha permitido el estudio de fenómenos cósmicos como supernovas y agujeros negros en laboratorios terrestres. Ahora, un nuevo método desarrollado por astrofísicos computacionales de la Universidad de Chicago permite a los científicos analizar una característica clave de estos fenómenos: sus potentes y complejos campos magnéticos.
Los científicos estudian un amplio abanico de objetos astrofísicos – estrellas, agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias y cúmulos de galaxias – con experimentos de laboratorio tan pequeños como un penique y que duran sólo unas pocas mil millonésimas de segundo. Concentrando láseres potentes sobre un objetivo diseñado cuidadosamente, los científicos pueden producir plasmas que reproducen condiciones observadas por astrónomos en nuestro Sol y en galaxias lejanas.
Durante estos experimentos, los haces de sondeo del láser pueden proporcionar a los investigadores información sobre la densidad y temperatura del plasma. Pero una medida clave, el campo magnético, se resistía. Para realizar medidas del campo magnético en condiciones extremas de plasma, científicos del MIT han desarrollado una técnica de diagnóstico experimental que utiliza partículas cargadas eléctricamente, llamada radiografía de protones.
En la radiografía de protones, protones de alta energía son disparados a través del plasma magnetizado hacia un detector que se encuentran en el otro lado. Cuando los protones atraviesan el campo magnético, son desviados de su trayectoria, formando un patrón complejo en el detector, difícil de interpretar. Realizando experimentos simulados con campos magnéticos conocidos, los investigadores han desarrollado ahora un algoritmo que puede reconstruir el campo a partir del patrón de la radiografía de protones. Una vez calibrado por computadora, el método fue aplicado a datos experimentales tomados en distintos laboratorios láser, revelando datos nuevos sobre fenómenos astrofísicos.
