Mágneses újracsatlakozás az űrben és a fúziós plazmák: kihívások nagy és kis léptékben – Fizika világa

A mágneses újrakapcsolás alapvető jelenség a mágneses bezártság fúziójában, valamint az űrplazmákban. Az újracsatlakozás ujjlenyomata az intenzív áramlapok képződése, valamint az energia felszabadulása és szállítása rövid időn belül.

A fúziós eszközök, például az ITER tokamak geometriájában a mágneses újracsatlakozás mágneses szigetek kialakulásához vezet, amelyek minden léptékben (néhány millimétertől több tíz centiméterig) kialakulhatnak, és különböző következményekkel járhatnak a bezártság szempontjából. A nagy centiméteres szigetek a plazma elzáródásának elvesztéséhez vezethetnek, és jelentős zavarokat okozhatnak, ami a gép leromlásához vezethet. A kis milliméteres szigetek befolyásolhatják az elektron hőszállítását. A több sziget jelenléte minden léptékben mágneses káoszhoz vezet, amely módosíthatja a tipikusan egy-szigetes forgatókönyvet.

Hasonlóképpen, az űrplazmákban a mágneses újracsatlakozást fontos folyamatként ismerik el különböző hosszúságú skálákon, a plazma turbulencia mikroszkopikus skálájától egészen a planetáris magnetoszférák, a nap- és csillagkitörések, valamint a fekete lyukak körüli akkréciós korongok globális skálájáig. A gyakorlatban a mágneses újracsatlakozás lehetővé teszi napkitörések és koronális tömegkilövellések kialakulását, amelyek a Földre terjedhetnek, geometriai viharokat okozva, megzavarva a műholdas kommunikációt és az elektromos hálózatokat.

Ennek a webináriumnak az a célja, hogy összehozza ezt a két közösséget (fúziós és űrplazma), amelyek a mágneses újrakapcsoláson dolgoznak, és rávilágítanak a közös problémákra, amelyekkel mindkettőjük szembesül.

Magali Muraglia (Elnök) 2011 óta az Aix-Marseille Egyetem docense. 2009-ben szerzett PhD fokozatot plazmafizikából és asztrofizikából az Aix-Marseille Egyetemen „Mágneses sziget és turbulencia közötti többléptékű kölcsönhatás forró mágnesezett plazmákban” című munkájával. . Azóta szakértővé vált a mágnesezett plazma elméletében és modellezésében, valamint a mágneses újrakapcsolási folyamatokban. A közelmúltban Muraglia segített létrehozni az első európai konferenciát a plazmában történő mágneses újrakapcsolásról (https://ecmrp.sciencesconf.org), amely a fúziós és az űrplazmák területének mágneses újrakapcsolásával foglalkozó szakértőket hozza össze világszerte, hogy bemutassák és megvitassák munkájukat.

Daniela Grasso a Nemzeti Kutatási Tanács vezető kutatója a Torinói Komplex Rendszerek Intézetében. Az analitikai és számítási plazmafizika szakértője. 25 éve dolgozik a mágneses újrakapcsolás területén, mind fúziós, mind asztrofizikai alkalmazásokban.

Myriam Hamed a holland Energiakutatási Alapkutatási Intézet (DIFFER) posztdoktori kutatója. Szakértelme a fúziós kutatás turbulens transzportjelenségeinek vizsgálatában rejlik, különös tekintettel az elektromágneses módú (mikroszakadási) turbulenciára. A Myriam egy átfogó kvázilineáris turbulencia-modellt fejleszt, amelynek célja a turbulens transzport jobb megértése azáltal, hogy pontos lineáris diszperziós relációs megoldásokat integrál kifinomult telítési szabályokkal; hatékonyan rögzíti a turbulens fluxusokat befolyásoló bonyolult nemlineáris fizikát. Kutatási módszertana e modellek alapos összehasonlítását és girokinetikus szimulációit foglalja magában, kísérleti adatokat használva a modellek pontosságának validálására és finomítására.

Giulia Cozzani posztdoktori kutató a Helsinki Egyetem űrfizikai kutatócsoportjában, Helsinkiben, Finnországban. Fő kutatási területe az űrplazmák mágneses újrakapcsolása, különösen a Föld magnetoszférájában. Tudományos pályafutása kezdete óta felismerte annak fontosságát, hogy az űrhajókon végzett in situ megfigyeléseket numerikus szimulációkkal kombinálják az összetett plazmafolyamatok, például a mágneses újrakapcsolás vizsgálata érdekében. Emiatt következetesen arra törekedett, hogy mindkét megközelítést alkalmazó, sokoldalú kutatóvá váljon. PhD fokozatát a Paris-Saclay Egyetemen (École Polytechnique, Palaiseau, Franciaország) és a Pisai Egyetemen (Pisa, Olaszország) szerezte 2019-ben. Ezután két évet a Svéd Űrfizikai Intézetben töltött Svédországban, Uppsalában, majd csatlakozott a A Helsinki Egyetemen 2021-ben. Elnyerte a Vincenzo Ferraro-díjat 2022-ben, és doktori disszertációja könyvként jelent meg a Springer Thesis „Recognizing Outstanding Ph.D. Kutatás” sorozat.

Hantao Ji az asztrofizikai tudományok professzora a Princeton Egyetemen. Laboratóriumi kísérleteket végzett az asztrofizikai és laboratóriumi plazmák számára fontos alapvető fizikai folyamatok tanulmányozására, beleértve a dinamóhatásokat, a mágneses újrakapcsolást, a magnetorotációs instabilitást (MRI) és más alapvető fizikai folyamatokat. Hantao 1990-ben diplomázott a Tokiói Egyetemen DSc diplomával fizikából. A japán National Institute for Fusion Science és a University of Wisconsin – Madison tudományos munkatársa volt, mielőtt csatlakozott a Princeton Plazmafizikai Laboratóriumhoz, ahol 2004-ben kutatási vezető fizikusi rangot kapott. 2013-ban egyetemi tanárrá nevezték ki Asztrofizikai Tudományok Osztálya. Az American Physical Society 2002-ben elnyerte a John Dawson-díjat a plazmafizikai kutatás kiválóságáért, és 2004-ben az APS ösztöndíjasává választották.

Emanuele Poli a németországi Garching bei Münchenben található Max Planck Plazmafizikai Intézet Tokamak elméleti részlegének munkatársa. 2014 és 2016 között a részleg megbízott igazgatója volt, 2016-tól pedig az Ulmi Egyetem adjunktusa. 1999-ben szerzett PhD fokozatot elméleti fizikából a Paviai Egyetemen (Olaszország) paraxiális elektron-ciklotron témakörben. (EC) hullámsugarak. Azóta aktívan részt vett az EK-hullámok modellezésében számos eszközben, köztük az ITER-ben és a DEMO-ban, és hozzájárult a nagyfrekvenciás hullámok elméletének különböző aspektusaihoz, különösen a sűrűségingadozásokból eredő nyalábszórások leírására szolgáló módszerekhez. tokamak. A közelmúltban a nyalábfizikából és a nemlineáris optikából kölcsönzött technikákat alkalmazott a geodéziai akusztikus módusú csomagok tanulmányozására. Kutatásának második fókuszában a plazma instabilitásának kinetikai szimulációi állnak, mint például a szakadási mód, figyelembe véve mind a neoklasszikus folyamatokat, mind az eltérő léptékek, például a szakadási módok és a turbulencia, illetve újabban a turbulencia és a gyors részecskevezérelt módok közötti kölcsönhatást.

Erről a folyóiratról

Plazmafizika és szabályozott fúzió egy havi kiadvány, amely a plazmafizika és a kapcsolódó tudomány és technológia minden aspektusával kapcsolatos eredeti eredmények terjesztését célozza.

Főszerkesztő: Jonathan Graves, University of York, Egyesült Királyság és EPFL, Svájc

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/magnetic-reconnection-in-space-and-fusion-plasmas-challenges-at-large-and-small-scales/