Solstrålar bör inte producera röntgenstrålar, men de gör det. Varför? En-storlek-passar-alla-metoden för elektronkollisioner saknar några lyckliga som leder till en intensiv röntgenstråle. Forskare tyckte att det var för många elektronspridande kollisioner i sådana kalla plasma för att elektroner skulle kunna accelereras till hög energi och utstråla röntgenstrålar. Medan de flesta elektronerna i en kall plasma kolliderar innan de kan accelerera, det är möjligt att några inte krockar. Dessa partiklar är som krigare som uthärdar en serie dödliga strider men överlever varje möte och utvecklar erfarenhet för att ha en bättre chans att överleva nästa.

Under en lång tid, forskare har observerat röntgenstrålar och energiska partiklar i soluppblåsningar och andra situationer där plasman ska vara för kollisionell för att dessa fenomen ska inträffa. Röntgen kan också förekomma i blixtnedslag och vissa enheter för fusionsenergi. Astrofysiska strålar kan producera partiklar med hög energi (gammastrålning). Teamets upptäckt visar att forskare måste ta hänsyn till detaljerad statistik över kollisioner. En one-size-fits-all-strategi missar de lyckliga få elektronerna som inte kolliderar och accelererar för att uppnå stor rörelseenergi.

Forskare observerade en röntgenstråle från en plasmastråle från laboratoriet. Denna utbrott var oväntad eftersom plasmastrålen var relativt kall och därmed mycket kollisionell. Ett enkelt sätt att tänka på förkylning, kollisionsplasma är att det är för mycket friktion för att elektroner ska accelerera till hög energi och utstråla röntgenstrålar eftersom friktion motsvarar kollisioner som sprider elektroner. Medan den stora majoriteten av elektroner i en kall plasma kolliderar innan de kan accelerera till hög energi, det är möjligt att några lyckliga inte gör det. Kollisioner kvantifieras statistiskt med den genomsnittliga fria vägen, vilket är avståndet över vilket en partikel har en två tredjedelars chans att kollidera och så förlora all sin riktade fart. Statistiken innebär således att en partikel har en tredjedel chans att inte kollidera när man reser en genomsnittlig led. Kollisioner är statistiska, så det finns alltid en sannolikhet att inte kollidera. De få elektroner som till en början inte kolliderar blir mindre benägna att kollidera igen, så en liten kohort accelereras till mycket hög energi. En icke-kolliderande partikel kommer att accelereras av ett elektriskt fält om det förekommer och så kommer att uppnå mer riktad rörelseenergi efter att ha färdats den genomsnittliga fria vägen. Eftersom den genomsnittliga fria vägen ökar när energin kvadreras, energin som uppnås i nästa genomsnittliga fria väg kommer att vara större för en tredjedel av partiklarna som inte kolliderar. Efter ett tag, det finns en liten grupp energiska partiklar som aldrig kolliderade och, på grund av deras höga energi, kan utstråla röntgenstrålar. Dessa partiklar är som soldater som uthärdar en sekvens av dödliga strider men som tur är överlever var och en och utvecklar erfarenhet för att ha en bättre chans att överleva nästa möte.

Röntgenstrålarna korrelerar med att plasmastråldiametern kvävs av krusningar, som de som uppstår vid gränssnittet som separerar en tung vätska ovanpå en tändvätska. Krusningarna kväver strålens elektriska ström för att producera ett elektriskt fält som accelererar elektroner. Detta liknar att sätta tummen på en trädgårdsslang för att kväva vattenflödet och göra ett stort tryckfall som accelererar en liten mängd vatten till hög hastighet för att göra en spray. Teamets upptäckt av hur dessa mikrosekundröntgenbildar visar detaljerad kollisionsstatistik är viktig när man hanterar kalla plasma.