अंतरिक्ष मौसम की घटना पहली बार प्रयोगशाला में देखी गई - फिजिक्स वर्ल्ड

अंतरिक्ष मौसम की घटना पहली बार प्रयोगशाला में देखी गई - फिजिक्स वर्ल्ड

समय टिकट: 21 मार्च, 2024 5:30 पूर्वाह्न


आरटी-1 सुविधा में सीमित प्लाज्मा की कलाकार की छाप। प्लाज्मा चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं से घिरे टॉरॉयडल कक्ष के भीतर एक चमकते बैंगनी बादल के रूप में दिखाई देता है और इसमें लाल कण (उच्च तापमान इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करते हैं) होते हैं जो सफेद रेखाएं उत्सर्जित कर रहे हैं (कोरस तरंगों का प्रतिनिधित्व करते हैं)
आरटी-1 में सहज कोरस उत्सर्जन का अवलोकन: जब आरटी-1 के द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र में सीमित प्लाज्मा में उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रॉनों (लाल कण) का एक महत्वपूर्ण अंश होता है, तो एक चर आवृत्ति के साथ एक कोरस उत्सर्जन (सफेद उत्सर्जन रेखाएं) बनता है (ध्वनि ऊंचाई) पक्षियों के गायन के समान। सौजन्य: राष्ट्रीय संलयन विज्ञान संस्थान

व्हिसलर मोड कोरस उत्सर्जन के रूप में जानी जाने वाली अंतरिक्ष मौसम की घटनाओं को पहली बार प्रयोगशाला में देखा गया है। ये उत्सर्जन ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र - मैग्नेटोस्फेयर - के वर्चस्व वाले अंतरिक्ष के क्षेत्रों में स्वाभाविक रूप से होते हैं और वे अरोरा से संबंधित हैं जो हर सर्दियों में हमारे उत्तरी और दक्षिणी आसमान को रोशन करते हैं। हालाँकि, उनकी सटीक उत्पत्ति को कम समझा गया है, और अब तक, उनके अध्ययन में या तो अंतरिक्ष यान अवलोकन या संख्यात्मक सिमुलेशन शामिल रहे हैं। इन उत्सर्जनों को उत्पन्न करने वाली स्थितियों को फिर से बनाकर, जापान के नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर फ्यूजन साइंस और टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं को उन्हें बेहतर ढंग से समझने की उम्मीद है और वे परिक्रमा करने वाले उपग्रहों के साथ-साथ जमीन-आधारित बिजली और संचार नेटवर्क को कैसे प्रभावित करते हैं।

व्हिस्लर मोड कोरस उत्सर्जन तीव्र, सुसंगत तरंगें हैं जो ग्रहों के मैग्नेटोस्फेयर के माध्यम से उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन और परिवहन करती हैं। उन्हें यह नाम इसलिए मिला क्योंकि उनकी आवृत्तियाँ बार-बार बदलती रहती हैं, जिससे शुरुआती शोधकर्ताओं को पक्षियों के गायन के "भोर कोरस" की याद आती है। ये प्लाज्मा तरंगें बृहस्पति के मैग्नेटोस्फीयर और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित क्षेत्र में देखी गई हैं, लेकिन प्रयोगशाला में नियंत्रित परिस्थितियों में पहले कभी नहीं देखी गई थीं।

मैग्नेटोस्फीयर-प्रकार के प्लाज़्मा को फिर से बनाना

टीम लीडरों के लिए पहला काम हारुहिको सैतोह और ज़ेनशो योशिदा एक उपयुक्त मैग्नेटोस्फीयर-नकल करने वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाना था। ग्रहों के मैग्नेटोस्फेयर में बनने वाला सबसे मौलिक प्रकार का चुंबकीय क्षेत्र एक द्विध्रुवीय क्षेत्र है, और टोक्यो विश्वविद्यालय की रिंग ट्रैप 1 (आरटी-1) सुविधा में, इस प्रकार के क्षेत्र का उपयोग आमतौर पर उन्नत संलयन प्रयोगों के लिए प्लाज़्मा को स्थिर रूप से सीमित करने के लिए किया जाता है।

अपने काम में, जिसका वे वर्णन करते हैं संचार प्रकृति, सैतोह और सहकर्मियों ने आरटी-110 के वैक्यूम पोत के भीतर स्थित 1 किलोग्राम चुंबकीय रूप से उत्तोलनित सुपरकंडक्टिंग कॉइल का उपयोग करके इस क्षेत्र को उत्पन्न किया। वैक्यूम बर्तन को हाइड्रोजन गैस से भरकर और माइक्रोवेव के साथ गैस को उत्तेजित करके, उन्होंने एक उच्च गुणवत्ता वाला हाइड्रोजन प्लाज्मा बनाया जिसमें उच्च तापमान पर गर्म किए गए इलेक्ट्रॉन होते हैं। सैतोह बताते हैं, "प्रयोगशाला में मैग्नेटोस्फीयर जैसा वातावरण बनाना चुनौतीपूर्ण था।" भौतिकी की दुनिया, "लेकिन RT-1 एक निर्वात कक्ष में उड़ने वाली सुपरकंडक्टिंग कॉइल की बदौलत इसे हासिल करने में सक्षम है।"

कोरस उत्सर्जन एक सार्वभौमिक घटना हो सकती है

शोधकर्ताओं ने यह अध्ययन करने के लिए चुंबकीय जांच का उपयोग किया कि प्लाज्मा - जिसमें गर्म इलेक्ट्रॉन घटक भी शामिल है - कैसे उतार-चढ़ाव करता है। उन्होंने पाया कि जब भी प्लाज्मा में उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रॉनों का एक महत्वपूर्ण अनुपात होता है तो वह स्वचालित रूप से व्हिसलर वेव कोरस उत्सर्जन उत्पन्न करता है। ये इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा के दबाव के लिए ज़िम्मेदार हैं, और टीम ने देखा कि उनकी संख्या बढ़ने से कोरस उत्सर्जन उत्पन्न होता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह परिणाम बताता है कि कोरस उत्सर्जन प्लाज़्मा में एक सार्वभौमिक घटना है जिसमें एक साधारण द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र के भीतर उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस प्रकार के प्लाज़्मा भू-स्थान में आम हैं, जिसे टीम "पृथ्वी के चारों ओर का स्थान जो विशेष रूप से मानव गतिविधियों से निकटता से जुड़ा हुआ है" के रूप में परिभाषित करती है। जैसे-जैसे ऐसी गतिविधियाँ तेज़ होती हैं, वे नोट करते हैं, ध्रुवीय रोशनी पैदा करने में सक्षम मैग्नेटोस्फेरिक गड़बड़ी के साथ-साथ बिजली और संचार विफलताओं का अध्ययन अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। वे कहते हैं, "कोरस उत्सर्जन इन प्रभावों को समझने और संभावित रूप से कम करने के लिए महत्वपूर्ण है।"

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