ध्वनि प्रयोग में गुरुत्व की नकल करती है जो तारों और ग्रहों में संवहन का अनुकरण करती है

प्रयोगशाला में ध्वनि तरंगों का उपयोग तारों और ग्रहों जैसे विशाल घूर्णन पिंडों में संवहन को चलाने में गुरुत्वाकर्षण द्वारा निभाई जाने वाली भूमिका की नकल करने के लिए किया गया है। नया प्रयोग द्वारा बनाया गया था सेठ पुटरमैन और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय लॉस एंजिल्स में सहकर्मियों और इसने शोधकर्ताओं को गुरुत्वाकर्षण-संचालित परिसंचरण पैटर्न बनाने की अनुमति दी।

घूमते ग्रहों और तारों के भीतर संवहन इन विशाल वस्तुओं की आंतरिक गतिशीलता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, यहां पृथ्वी पर, बाहरी कोर में संवहन हमारे ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण करता है और वायुमंडल में संवहन मौसम के पैटर्न को संचालित करता है। सूर्य में संवहन को सौर ज्वालाएं पैदा करने के लिए जिम्मेदार माना जाता है।

तारकीय और ग्रहीय संवहन के कुछ पहलुओं का कंप्यूटर का उपयोग करके अनुकरण करना कठिन है। इसके बजाय, शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में इस संवहन के छोटे संस्करण बनाने की कोशिश की है। हालाँकि, गुरुत्वाकर्षण की भूमिका निभाने के लिए उपयुक्त शक्ति वाला रेडियल बल बनाना चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। दरअसल, कुछ शोधकर्ता एक उपयोगी बल बनाने की कोशिश करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर अपना प्रयोग करने के लिए इतनी आगे बढ़ गए हैं।

माइक्रोवेव हीटिंग

पृथ्वी पर वापस, पुटरमैन और सहकर्मी के नए प्रयोग में एक घूमने वाले गोलाकार बल्ब का उपयोग किया जाता है जो कमजोर आयनित सल्फर गैस से भरा होता है। गैस को माइक्रोवेव का उपयोग करके गर्म किया जाता है और इससे बल्ब के केंद्र में गैस बल्ब के किनारे पर ठंडी और सघन गैस की तुलना में अधिक गर्म हो जाती है।

फिर टीम बल्ब के अंदर ध्वनि तरंगें बनाने के लिए माइक्रोवेव को मॉड्यूलेट करती है। जैसे ही ध्वनि तरंगें गैस से होकर गुजरती हैं, घनत्व ढाल एक रेडियल बल बनाता है जो बल्ब के किनारे पर ठंडी गैस को केंद्र की ओर खींचता है - जैसे गुरुत्वाकर्षण किसी तरल पदार्थ को ग्रह के केंद्र की ओर खींचता है।

टेक्सास के आकार की संवहन कोशिकाएँ सूर्य की स्पष्टता से चकाचौंध हो जाती हैं

जैसे ही बल्ब घूमता है, अंदर की ओर जाने वाली ठंडी गैस को गर्म गैस से बदल दिया जाता है जो बल्ब के किनारे की ओर बढ़ती है। इसके परिणामस्वरूप बल्ब के घूर्णन अक्ष के चारों ओर संवहन कोशिकाओं का एक पैटर्न बनता है। अपने सेटअप को सावधानीपूर्वक समायोजित करके, पुटरमैन की टीम विशिष्ट संवहन पैटर्न उत्पन्न कर सकती है, जिसमें परिसंचारी तरल पदार्थ की कोशिकाएं शामिल होती हैं जो दृढ़ता से उन पैटर्न की नकल करती हैं जो सितारों और ग्रहों के भीतर मौजूद माने जाते हैं।

इस तकनीक को और अधिक अनुकूलित करके, टीम को उम्मीद है कि भविष्य के अध्ययन मौजूदा सेटअपों की तुलना में कहीं अधिक सटीकता के साथ गुरुत्वाकर्षण-संचालित संवहन का अनुकरण कर सकते हैं - जिससे उन्हें बड़े पैमाने पर परिसंचरण वाले सिस्टम में संवहन द्वारा निभाई जाने वाली महत्वपूर्ण भूमिका को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/sound-mimics-gravity-in-experiment-that-simulates-convection-in-stars-and-planets/