I brillamenti solari non dovrebbero produrre raggi X, ma lo fanno. Come mai? L'approccio unico per le collisioni di elettroni manca di pochi fortunati che portano a un'intensa esplosione di raggi X. Gli scienziati pensavano che ci fossero troppe collisioni di dispersione di elettroni in tali plasmi freddi perché gli elettroni potessero essere accelerati ad alta energia e irradiare raggi X. Mentre la maggior parte degli elettroni in un plasma freddo si scontrano prima di poter accelerare, è possibile che alcuni non si scontrino. Queste particelle sono come guerrieri che sopportano una sequenza di battaglie mortali ma sopravvivono a ogni incontro e sviluppano esperienza per avere maggiori possibilità di sopravvivere a quello successivo.

Per molto tempo, gli scienziati hanno osservato i raggi X e le particelle energetiche nei brillamenti solari e in altre situazioni in cui si suppone che il plasma sia troppo collisionale perché questi fenomeni si verifichino. I raggi X potrebbero verificarsi anche nei fulmini e in alcuni dispositivi a energia di fusione. I getti astrofisici potrebbero produrre fasci di particelle ad alta energia (raggi gamma). La scoperta del team mostra che gli scienziati devono tenere conto di statistiche dettagliate sulle collisioni. Un approccio unico per tutti manca i pochi fortunati elettroni che non si scontrano e accelerano per raggiungere una grande energia cinetica.

Gli scienziati hanno osservato un'esplosione di raggi X da un getto di plasma di laboratorio. Questa esplosione era inaspettata perché il getto di plasma era relativamente freddo e quindi altamente collisionale. Un modo semplice per pensare a un raffreddore, plasma collisionale è che c'è troppo attrito perché gli elettroni vengano accelerati ad alta energia e irradiano raggi X perché l'attrito corrisponde a collisioni che disperdono gli elettroni. Mentre la grande maggioranza degli elettroni in un plasma freddo si scontra prima di poter accelerare ad alta energia, è possibile che pochi fortunati non lo facciano. Le collisioni sono quantificate statisticamente dal cammino libero medio, che è la distanza alla quale una particella ha due terzi di possibilità di urtare e perdere così tutto il suo momento diretto. Le statistiche quindi implicano che una particella ha un terzo di possibilità di non scontrarsi quando percorre un cammino libero medio. Le collisioni sono statistiche, quindi c'è sempre una probabilità di non scontrarsi. I pochi elettroni che inizialmente non si scontrano hanno meno probabilità di scontrarsi di nuovo, quindi una piccola coorte viene accelerata a un'energia molto alta. Una particella non in collisione sarà accelerata da un campo elettrico, se presente, e quindi otterrà un'energia cinetica più diretta dopo aver percorso il percorso libero medio. Poiché il cammino libero medio aumenta al quadrato dell'energia, l'energia acquisita nel successivo percorso libero medio sarà maggiore per un terzo delle particelle che non entrano in collisione. Dopo un po, c'è un piccolo gruppo di particelle energetiche che non si sono mai scontrate e, a causa della loro alta energia, può irradiare raggi X. Queste particelle sono come soldati che sopportano una sequenza di battaglie mortali, ma fortunatamente sopravvivono a ciascuna e sviluppano esperienza per avere maggiori possibilità di sopravvivere all'incontro successivo.

I lampi di raggi X sono correlati al diametro del getto di plasma soffocato dalle increspature, come quelli che si verificano all'interfaccia che separa un fluido pesante sopra un fluido più leggero. Le increspature soffocano la corrente elettrica del getto per produrre un campo elettrico che accelera gli elettroni. Questo è come mettere il pollice su un tubo da giardino per soffocare il flusso d'acqua e fare una grande caduta di pressione che accelera una piccola quantità d'acqua ad alta velocità per fare uno spruzzo. La scoperta del team di come si formano questi lampi di raggi X di microsecondi mostra che le statistiche dettagliate sulle collisioni sono importanti quando si ha a che fare con plasmi freddi.