Las erupciones solares no deberían producir rayos X, pero lo hacen. ¿Por qué? El enfoque único para las colisiones de electrones pasa por alto a unos pocos afortunados que conducen a una intensa explosión de rayos X. Los científicos pensaron que había demasiadas colisiones de dispersión de electrones en plasmas tan fríos como para que los electrones se aceleraran a alta energía e irradiaran rayos X. Si bien la mayoría de los electrones en un plasma frío chocan antes de que puedan acelerar, es posible que algunos no choquen. Estas partículas son como guerreros que soportan una secuencia de batallas mortales pero sobreviven a cada encuentro y desarrollan experiencia para tener una mejor oportunidad de sobrevivir al siguiente.

Por mucho tiempo, Los científicos han observado rayos X y partículas energéticas en las erupciones solares y otras situaciones en las que se supone que el plasma es demasiado colisionante para que ocurran estos fenómenos. Los rayos X también pueden ocurrir en rayos y ciertos dispositivos de energía de fusión. Los chorros astrofísicos pueden producir haces de partículas de alta energía (rayos gamma). El descubrimiento del equipo muestra que los científicos deben tener en cuenta estadísticas detalladas de colisiones. Un enfoque único para todos pierde los pocos electrones afortunados que no chocan y aceleran para alcanzar una gran energía cinética.

Los científicos observaron una ráfaga de rayos X de un chorro de plasma de laboratorio. Esta explosión fue inesperada porque el chorro de plasma estaba relativamente frío y, por lo tanto, tenía una gran colisión. Una forma sencilla de pensar en un resfriado El plasma de colisión es que hay demasiada fricción para que los electrones se aceleren a alta energía e irradien rayos X porque la fricción corresponde a las colisiones que dispersan los electrones. Mientras que la gran mayoría de los electrones en un plasma frío chocan antes de que puedan acelerar a alta energía, es posible que unos pocos afortunados no lo hagan. Las colisiones se cuantifican estadísticamente por el camino libre medio, que es la distancia sobre la cual una partícula tiene una probabilidad de dos tercios de chocar y perder así todo su impulso dirigido. Por tanto, las estadísticas implican que una partícula tiene un tercio de probabilidad de no colisionar cuando viaja por un camino libre medio. Las colisiones son estadísticas, por lo que siempre existe la probabilidad de que no choque. Los pocos electrones que inicialmente no chocan se vuelven menos propensos a chocar nuevamente, por lo que una pequeña cohorte se acelera a una energía muy alta. Una partícula que no choca será acelerada por un campo eléctrico si está presente y, por lo tanto, alcanzará una energía cinética más dirigida después de recorrer la trayectoria libre media. Debido a que el camino libre medio aumenta con la energía al cuadrado, la energía ganada en la siguiente trayectoria libre media será mayor para un tercio de las partículas que no chocan. Después de un tiempo, hay un pequeño grupo de partículas energéticas que nunca chocaron y, por su alta energía, Puede irradiar rayos X. Estas partículas son como soldados que soportan una secuencia de batallas mortales pero afortunadamente sobreviven a cada una y desarrollan experiencia para tener una mejor oportunidad de sobrevivir al próximo encuentro.

Las ráfagas de rayos X se correlacionan con el diámetro del chorro de plasma ahogado por ondas, como los que ocurren en la interfaz que separa un fluido pesado sobre un fluido más ligero. Las ondas ahogan la corriente eléctrica del chorro para producir un campo eléctrico que acelera los electrones. Esto es similar a poner el pulgar en una manguera de jardín para ahogar el flujo de agua y hacer una gran caída de presión que acelera una pequeña cantidad de agua a alta velocidad para hacer un rocío. El descubrimiento del equipo de cómo se forman estas explosiones de rayos X de microsegundos muestra que las estadísticas detalladas de colisión son importantes cuando se trata de plasmas fríos.