Rumvejrsfænomen observeret i laboratoriet for første gang - Physics World

Rumvejrshændelser kendt som whistler mode chorus emissioner er blevet observeret i laboratoriet for første gang. Disse emissioner forekommer naturligt inden for områder i rummet domineret af planetariske magnetfelter - magnetosfærer - og de er relateret til nordlyset, der hver vinter oplyser vores nordlige og sydlige himmel. Men deres nøjagtige oprindelse er dårligt forstået, og indtil nu har undersøgelsen af ​​dem involveret enten rumfartøjsobservationer eller numeriske simuleringer. Ved at genskabe de forhold, der producerer disse emissioner, håber forskere ved Japans National Institute for Fusion Science og University of Tokyo bedre at forstå dem, og hvordan de påvirker kredsende satellitter samt jordbaserede strøm- og kommunikationsnetværk.

Koremissioner i Whistler-tilstand er intense, sammenhængende bølger, der producerer og transporterer højenergielektroner gennem planetariske magnetosfærer. De får deres navn, fordi deres frekvenser varierer gentagne gange på en måde, der mindede tidlige forskere om "daggryets kor" af fuglesang. Disse plasmabølger er blevet observeret i Jupiters magnetosfære og i det område, der er påvirket af Jordens magnetfelt, men aldrig før under kontrollerede forhold i et laboratorium.

Genskabelse af plasmaer af magnetosfære-typen

Den første opgave for teamledere Haruhiko Saitoh , Zensho Yoshida var at skabe et passende magnetosfære-efterlignende magnetfelt. Den mest fundamentale type magnetfelt, der dannes i planetariske magnetosfærer, er et dipolfelt, og på University of Tokyos Ring Trap 1 (RT-1) facilitet bruges denne type felt almindeligvis til stabilt at begrænse plasmaer til avancerede fusionseksperimenter.

I deres arbejde, som de beskriver i Nature Communications, Saitoh og kolleger genererede dette felt ved hjælp af en 110 kg magnetisk leviteret superledende spole placeret i RT-1's vakuumbeholder. Ved at fylde vakuumbeholderen med brintgas og excitere gassen med mikrobølger skabte de et brintplasma af høj kvalitet indeholdende elektroner opvarmet til høje temperaturer. "At skabe et miljø, der ligner magnetosfæren i laboratoriet, var udfordrende," fortæller Saitoh Fysik verden, "men RT-1 er i stand til at opnå dette takket være den svævende superledende spole i et vakuumkammer."

Koremissioner kunne være et universelt fænomen

Forskerne brugte magnetiske sonder til at studere, hvordan plasmaet – inklusive den varme elektronkomponent – ​​svinger. De fandt ud af, at plasmaet spontant producerede whistler-bølge-koremissioner, når det indeholdt en betydelig del af højtemperaturelektroner. Disse elektroner er ansvarlige for plasmaets tryk, og holdet observerede, at øget antal driver genereringen af ​​chorus-emissioner.

Ifølge forskerne tyder dette resultat på, at chorus-emissioner er et universelt fænomen i plasmaer, der indeholder højtemperaturelektroner inden for et simpelt dipolmagnetisk felt. Plasmaer af denne type er almindelige i georummet, som holdet definerer som "rummet omkring Jorden, der er særligt tæt forbundet med menneskelige aktiviteter". Efterhånden som sådanne aktiviteter intensiveres, bemærker de, bliver studiet af magnetosfæriske forstyrrelser, der er i stand til at forårsage nordlys, såvel som strøm- og kommunikationsfejl, vigtigere. "Kor-emissioner er vigtige for at forstå og potentielt afbøde disse effekter," siger de.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/