巨大的激光有助于重现超新星的爆炸性 神秘的物理现象

当Hye-SookPark的一项实验进展顺利时，附近的每个人都知道。“我们可以听到Hye-Sook的尖叫声，”她听到同事们说。

难怪她无法抑制自己的激动。她正在近距离观察恒星爆炸或超新星的物理现象，这种现象是如此巨大，其威力难以用语言来形容。

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家帕克没有通过望远镜从远处研究这些爆炸，而是使用世界上能量最高的激光创造了类似于这些阵发性爆炸的东西。

大约10年前，Park和他的同事开始了一项探索，以了解超新星的一个引人入胜但鲜为人知的特征：爆炸后形成的冲击波可以将质子和电子等粒子推向极端能量。

“超新星冲击波被认为是宇宙中最强大的粒子加速器之一，”加州门洛帕克SLAC国家加速器实验室的等离子体物理学家FredericoFiuza说，他是帕克的合作者之一。

在一场跨越宇宙距离的快节奏马拉松之后，其中一些粒子最终撞击地球。长期以来，科学家们一直对这种波如何使高能粒子产生巨大的速度提升感到困惑。现在，Park和他的同事们终于在实验室中创造了一个超新星式的冲击波，并观察到它让粒子飞驰而过，揭示了宇宙中这种情况如何发生的可能的新线索。

将超新星物理学带到地球可以帮助解开宇宙的其他谜团，例如宇宙磁场的起源。物理学家对超新星着迷还有一个更现实的原因。这些爆炸提供了我们生存所必需的一些基本构件。“我们血液中的铁来自超新星，”安娜堡密歇根大学的等离子体物理学家CarolynKuranz说，她也在实验室研究超新星。“我们真的是由星星创造的。”

作为20世纪80年代的一名研究生，帕克在俄亥俄州湖下方的盐矿地下600米处进行了一项实验。Irvine-Michigan-Brookhaven称为IMB，该实验并非旨在研究超新星。但研究人员运气不错。一颗恒星在银河系的卫星星系中爆炸，IMB捕获了从那次喷发中弹射出来的粒子。那些来自宇宙爆炸的信使，称为中微子的轻型亚原子粒子，揭示了有关超新星的大量新信息。

但是我们宇宙附近的超新星很少见。所以几十年后，帕克并没有等待第二次幸运事件。

相反，她的团队和其他人正在使用极其强大的激光来重现超新星爆炸后的物理现象。激光汽化一个小目标，它可以由各种材料制成，例如塑料。这一打击产生了快速移动的等离子体爆炸，这是一种带电粒子的混合物，模仿了超新星爆发等离子体的行为。

当一颗大质量恒星耗​​尽其燃料并且其核心坍塌并反弹时，就会引发恒星爆炸。恒星的外层在一次爆炸中向外爆炸，释放出的能量比太阳在其整个100亿年的生命周期中释放的能量还要多。外流具有深不可测的100quintillionyottajoules动能(SN：2/8/17，第24页)。

当一颗叫做白矮星的死星被重新点燃时，也可能发生超新星，例如，在从伴星中吸取气体后，导致核反应爆发失控(SN：4/30/16，第20页).

在这两种情况下，当爆炸发出一股等离子体冲击波从恒星中冲出并进入其周围，即星际介质——本质上是另一个等离子体粒子的海洋时，事情就真正开始了。随着时间的推移，一种称为超新星遗迹的湍流、膨胀结构形成，产生了美丽的灯光秀，直径数十光年，在最初爆炸后可以在天空中持续数千年。帕克和他的同事们正在探索的正是这个翻滚的残余物。

出于显而易见的原因，在实验室中研究超新星物理学与实际研究并不完全相同。“我们无法真正在实验室中制造超新星，否则我们都会爆炸，”帕克说。