Avaruussääilmiö havaittiin laboratoriossa ensimmäistä kertaa – Physics World

Avaruussäätapahtumat, jotka tunnetaan nimellä whistler mode chorus -päästöt, on havaittu laboratoriossa ensimmäistä kertaa. Näitä päästöjä esiintyy luonnollisesti planeettojen magneettikenttien – magnetosfäärien – hallitsemilla avaruuden alueilla, ja ne liittyvät revontulia, jotka valaisevat pohjoista ja etelää joka talvi. Niiden tarkka alkuperä on kuitenkin huonosti ymmärretty, ja tähän asti niiden tutkimiseen on liittynyt joko avaruusalusten havaintoja tai numeerisia simulaatioita. Luomalla uudelleen olosuhteet, jotka tuottavat näitä päästöjä, Japanin kansallisen fuusiotieteen instituutin ja Tokion yliopiston tutkijat toivovat ymmärtävänsä paremmin niitä ja kuinka ne vaikuttavat kiertoradalla oleviin satelliitteihin sekä maanpäällisiin sähkö- ja viestintäverkkoihin.

Whistler-moodin kuoropäästöt ovat intensiivisiä, koherentteja aaltoja, jotka tuottavat ja kuljettavat korkeaenergisiä elektroneja planetaaristen magnetosfäärien läpi. He saavat nimensä, koska niiden taajuudet vaihtelevat toistuvasti tavalla, joka muistutti varhaisia ​​tutkijoita linnunlaulun "aamunkoitosta". Näitä plasma-aaltoja on havaittu Jupiterin magnetosfäärissä ja Maan magneettikentän vaikutusalueella, mutta ei koskaan aikaisemmin kontrolloiduissa olosuhteissa laboratoriossa.

Magnetosfäärityyppisten plasmojen uudelleenluominen

Ensimmäinen tehtävä tiiminvetäjille Haruhiko Saitoh ja Zensho Yoshida tarkoituksena oli luoda sopivasti magnetosfääriä jäljittelevä magneettikenttä. Kaikkein perustavanlaatuisin planeettojen magnetosfääreissä muodostuva magneettikenttä on dipolikenttä, ja Tokion yliopiston Ring Trap 1 (RT-1) -laitoksessa tämän tyyppistä kenttää käytetään yleisesti plasman vakaaseen rajoittamiseen edistyneitä fuusiokokeita varten.

Työssään, jota he kuvaavat Luonto Viestintä, Saitoh ja kollegat loivat tämän kentän käyttämällä 110 kg:n magneettisesti levitoitua suprajohtavaa kelaa, joka sijaitsee RT-1:n tyhjiöastiassa. Täyttämällä tyhjiöastian vetykaasulla ja herättämällä kaasua mikroaalloilla, he loivat korkealaatuisen vetyplasman, joka sisälsi korkeisiin lämpötiloihin kuumennettuja elektroneja. "Magnetosfäärin kaltaisen ympäristön luominen laboratoriossa oli haastavaa", Saitoh kertoo. Fysiikan maailma, "mutta RT-1 pystyy saavuttamaan tämän tyhjökammiossa olevan levitoivan suprajohtavan kelan ansiosta."

Kuoropäästöt voivat olla yleismaailmallinen ilmiö

Tutkijat käyttivät magneettisia koettimia tutkiakseen, kuinka plasma - mukaan lukien kuuma elektronikomponentti - vaihtelee. He havaitsivat, että plasma synnytti spontaanisti whistler-aaltokuoropäästöjä aina, kun se sisälsi merkittävän osan korkean lämpötilan elektroneja. Nämä elektronit ovat vastuussa plasman paineesta, ja ryhmä havaitsi, että niiden määrän lisääminen johtaa kuoropäästöjen syntymiseen.

Tutkijoiden mukaan tämä tulos viittaa siihen, että kuoripäästöt ovat universaali ilmiö plasmassa, joka sisältää korkean lämpötilan elektroneja yksinkertaisessa dipolimagneettikentässä. Tämän tyyppiset plasmat ovat yleisiä geoavaruudessa, jonka ryhmä määrittelee "tilaksi maapallon ympärillä, joka liittyy erityisen läheisesti ihmisen toimintaan". He huomauttavat, että tällaisten toimintojen voimistuessa magnetosfäärihäiriöiden, jotka voivat aiheuttaa revontulia, sekä sähkö- ja viestintähäiriöiden tutkimisesta tulee entistä tärkeämpää. "Kuoropäästöt ovat tärkeitä näiden vaikutusten ymmärtämiseksi ja mahdollisesti lieventämiseksi", he sanovat.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/