Lazer darbesi, bir nötron yıldızının yüzeyinin gücüne eşdeğer güçlü bir manyetik alan oluşturmak için elektronları iter.
Nötron yıldızları tarafından güçlü manyetik alanlar doğal olarak üretilse de, araştırmacılar yıllardır benzer sonuçlar elde etmeye çalışıyorlar. California Üniversitesi, San Diego'da makine ve havacılık mühendisliği alanında yüksek lisans öğrencisi olan Tao Wang, katı malzemeler içinde yalnızca bir nötron yıldızının yüzeyine benzer süper güçlü bir manyetik alan oluşturmak için değil, aynı zamanda bu manyetik alanı tespit etmek için x-ışını lazerlerinin nasıl kullanılacağını gösterdi. Araştırma, San Diego Süper Bilgisayar Merkezinde (SDSC) Comet süper bilgisayarında ve Texas Advanced Computing Center'da (TACC) Stampede ve Stampede2'de gerçekleştirilen simülasyonlar yardımıyla gerçekleştirildi.
Tüm kaynaklar, Ulusal Bilim Vakfı projesi "Extreme Science and Engineering Discovery Environment" (XSEDE) projesinin bir parçasıdır. California Üniversitesi San Diego Jacobs Mühendislik Okulu'nda mekanik ve havacılık mühendisliği profesörü Alex Arefiev şunları söyledi:
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Wang Tao'nun bulguları, yayınlanan araştırmanın genel amacı için kritik önem taşıyor Amacımız, çok sayıda aşırı yoğunluklu lazer ışınının madde ile nasıl etkileşime girdiğine dair temel bir anlayış geliştirmektir. Wang, Arefiev ve meslektaşları, araştırmayı tamamlamak için çok sayıda büyük ölçekli 3B simülasyon, uzaktan görselleştirme ve veri işleme sürecini kullandı ve bu da, göreli güçleri nedeniyle yoğun lazer darbelerinin yoğun malzemelere nasıl yayıldığını gösterdi.
Yani elektronların hızı ışık hızına yaklaştığında kütleleri o kadar ağırlaşır ki hedef şeffaf hale gelir. Şeffaflığı nedeniyle, lazer darbeleri elektronları güçlü bir manyetik alan oluşturmak için iter. Bu yoğunluk, bir nötron yıldızının yüzeyinin yoğunluğuna eşittir. Bir nötron yıldızının yüzeyinin yoğunluğu, dünyanın manyetik alanının yoğunluğunun en az 100 milyon katı ve süper iletken mıknatısın manyetik alanının yoğunluğunun yaklaşık 1.000 katıdır. Bu keşif "Plazma Fiziği" nde yayınlandı. Bu araştırma şimdi tamamlandı ve bu manyetik alanı tespit etme yöntemi, Avrupa X-ray Serbest Elektron Lazeri (XFEL) adı verilen benzersiz bir cihaz üzerinde inceleniyor.
Bu cihaz, araştırma ekibi tarafından kullanılmak üzere çok yoğun X-ışını flaşları üretebilen 3,4 kilometre uzunluğunda bir hızlandırıcı içerir. Almanya, Schenefeld'deki XFEL Europe, Toma Toncian'ın yüksek enerji yoğunluklu aletlerin ekstrem alanlarında kullanılan Helmholtz International Harness'in yapımını ve devreye alınmasını yönettiği iş yeridir. Kaliforniya Üniversitesi, San Diego ve Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf arasındaki verimli işbirliği, gelecekteki yüksek etkili deneylerin yolunu açtı. İnşaattan işletmeye almaya ve ilk deneye kadar, teorik tahminler zamanında yapılır ve bize cihazın yeteneklerini nasıl daha da geliştirip tam olarak kullanabileceğimizi gösterir.
Rochester Üniversitesi Lazer Enerji Laboratuvarı'nda kıdemli bir bilim insanı ve makalenin yazarlarından biri olan Wei Mingsheng şunları söyledi: Simülasyon çalışmasında keşfedilen yenilikçi mikro kanallı hedef tasarımı, yalnızca mikro ağırlıkta olan yeni bir düşük yoğunluklu polimer köpük malzeme ile gösterilebilir. Yapı tüpündeki kuru havanın birkaç katı. XFEL kullanılarak yapılan deneyin sonuç veri seti çok büyük olduğundan, araştırma sıradan bir masaüstü bilgisayarda gerçekleştirilemez. XSEDE süper bilgisayarı olmadan bu araştırmayı tamamlamak imkansız olurdu. Araştırma ekibinin süper bilgisayarları kullanma çabaları, araştırmacıların uzaktan paralel görselleştirme araçları oluşturmalarına yardımcı olan, SDSC'de kıdemli bir görselleştirme bilimcisi olan Amit Chourasia'nın rehberliğine dayanıyordu.
