Впервые в истории физики смогли напрямую наблюдать за формированием галактики. Исследователи увидели, как сильно заряженные частицы размером с пылинку притягиваются и захватывают друг друга, образуя скопления из частиц.
В своём последнем исследовании учёные использовали свободно падающий поток частиц для создания среды с низкой гравитацией. Затем они проследили за потоком с помощью высокоскоростной видеокамеры, которая падала вместе с ним. Это позволило выяснить, как заряженные частицы в результате взаимного электростатического взаимодействия могут двигаться по траекториям как притяжения, так и отталкивания, похожим на планетарные орбиты.
«Это может иметь значение для самых ранних стадий формирования планет, которое, как считается, начинается с столкновений между частицами межзвёздной пыли, — сказал Генрих Йегер, один из исследователей, в пресс-релизе. — При лобовых столкновениях обычно не выделяется достаточно энергии, чтобы частицы слиплись».
Ученые давно предполагали, что электростатические взаимодействия могут способствовать тому, что сталкивающиеся частицы слипаются, а не разлетаются в разные стороны. Однако теперь исследователи впервые подробно изучили этот процесс. Это может стать доказательством того, как формируются планеты.
Непосредственно отслеживая движение гранулированного материала, исследователи смогли увидеть рост кластеров за счёт успешного захвата отдельных частиц посредством электростатических взаимодействий на большом расстоянии.
Новые открытия могут найти применение в таких обширных областях, как биофизика, материаловедение, изучение ионных растворов, работа аккумуляторов, направленная сборка наночастиц, покрытых ДНК, в массивы и т. д. Кроме того, эти открытия показывают, как со временем могут формироваться планеты и их системы в результате подобных взаимодействий.
Результаты исследования опубликованы в The Journal of Chemical Physics.