物理學(xué)家在密封容器內(nèi)模擬超新星爆炸

一個垂直的管子，里面含有穩(wěn)定的反應(yīng)物，用于發(fā)生碘化亞反應(yīng)。一種指示劑用于將這種溶液顯示為紅色。反應(yīng)在底部的一個小管底端觸發(fā)，產(chǎn)生不斷擴(kuò)大的羽狀物，頂部帶有加速渦環(huán)。整個過程并未注入任何液體，所有浮力均由反應(yīng)本身產(chǎn)生。這一過程與促使Ia型超新星發(fā)生爆炸的核爆燃類似。

多倫多大學(xué)物理學(xué)教授史蒂芬·莫里斯表示：“我們在一個密封容器內(nèi)觸發(fā)特殊的化學(xué)反應(yīng)，能夠產(chǎn)生類似的羽狀結(jié)構(gòu)和渦環(huán)，從而創(chuàng)造這一過程的微型版。”自身催化的化學(xué)反應(yīng)能夠釋放熱量并改變?nèi)芤簶?gòu)成。這種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的浮力可以攪動液體，促使發(fā)生更多反應(yīng)并形成不受控制的爆炸過程。

此項(xiàng)試驗(yàn)在莫里斯的監(jiān)督下進(jìn)行，同時也是邁克爾·羅杰斯為獲得博士學(xué)位所進(jìn)行研究的一部分。身為實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人的羅杰斯說：“超新星是自維持爆炸的一個生動實(shí)例，引力和浮力在整個過程中產(chǎn)生重要影響。我們希望看到這種液體運(yùn)動會在自攪動化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生什么變化。”他解釋說：“觀察距地球數(shù)光年的一顆爆炸恒星的內(nèi)部難度*。類似這樣的實(shí)驗(yàn)為了解伴隨超新星爆炸出現(xiàn)的復(fù)雜液體運(yùn)動打開了一個重要窗口。此項(xiàng)針對恒星爆炸進(jìn)行的研究對了解宇宙的體積和進(jìn)化至關(guān)重要。”

研究發(fā)現(xiàn)將刊登在《物理學(xué)評論E》(Physics Review E)雜志上。除了莫里斯和羅杰斯外，研究小組成員還包括羅格斯大學(xué)的阿布德爾法塔赫·澤比布。此項(xiàng)研究由加拿大自然科學(xué)與工程研究理事會資助。