연구실에서 최초로 관측된 우주 기상 현상 – Physics World

휘슬러 모드 합창 방출로 알려진 우주 기상 현상이 처음으로 실험실에서 관찰되었습니다. 이러한 방출은 행성 자기장(자기권)이 지배하는 우주 영역 내에서 자연적으로 발생하며 매년 겨울 북쪽과 남쪽 하늘을 밝히는 오로라와 관련이 있습니다. 그러나 이들의 정확한 기원은 잘 알려져 있지 않으며, 지금까지 이를 연구하는 데에는 우주선 관측이나 수치 시뮬레이션이 포함되었습니다. 일본 국립 핵융합 과학 연구소와 도쿄 대학의 연구원들은 이러한 방출을 생성하는 조건을 재현함으로써 이러한 조건이 궤도를 도는 위성과 지상 전력 및 통신 네트워크에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해하기를 희망합니다.

휘슬러 모드 합창 방출은 행성 자기권을 통해 고에너지 전자를 생성하고 전달하는 강렬하고 응집력 있는 파동입니다. 이 이름은 초기 연구자들에게 새 노래의 “새벽 합창”을 연상시키는 방식으로 주파수가 반복적으로 변하기 때문에 붙여진 이름입니다. 이러한 플라즈마 파동은 목성의 자기권과 지구 자기장의 영향을 받는 지역에서 관찰되었지만 실험실의 통제된 조건에서는 이전에는 한 번도 관찰된 적이 없습니다.

자기권형 플라즈마 재현

팀장의 첫 번째 과제 사이토 하루히코 및 요시다 젠쇼 적절하게 자기권을 모방하는 자기장을 생성하는 것이 었습니다. 행성 자기권에서 형성되는 가장 기본적인 유형의 자기장은 쌍극자 장이며, 도쿄 대학의 링 트랩 1(RT-1) 시설에서는 이러한 유형의 자기장이 고급 핵융합 실험을 위해 플라즈마를 안정적으로 가두는 데 일반적으로 사용됩니다.

그들이 설명하는 작업에서 자연 통신Saitoh와 동료들은 RT-110의 진공 용기 내에 위치한 1kg의 자기 부상 초전도 코일을 사용하여 이 필드를 생성했습니다. 진공 용기에 수소 가스를 채우고 마이크로파로 가스를 여기시켜 고온으로 가열된 전자가 포함된 고품질 수소 플라즈마를 생성했습니다. Saitoh는 "실험실에서 자기권과 유사한 환경을 만드는 것은 어려운 일이었습니다."라고 말했습니다. 물리 세계, "그러나 RT-1은 진공 챔버에서 공중에 떠 있는 초전도 코일 덕분에 이를 달성할 수 있습니다."

코러스 방출은 보편적인 현상일 수 있음

연구진은 자기 탐침을 사용하여 열전자 구성 요소를 포함한 플라즈마가 어떻게 변동하는지 연구했습니다. 그들은 플라즈마가 고온 전자의 상당 부분을 포함할 때마다 휘슬러파 합창 방출을 자발적으로 생성한다는 것을 발견했습니다. 이러한 전자는 플라즈마 압력을 담당하며, 연구팀은 그 수가 증가하면 코러스 방출이 발생한다는 것을 관찰했습니다.

연구진에 따르면, 이 결과는 코러스 방출이 단순한 쌍극자 자기장 내에 고온 전자를 포함하는 플라즈마에서 보편적인 현상임을 시사합니다. 이러한 유형의 플라즈마는 팀이 "특히 인간 활동과 밀접하게 연결된 지구 주변 공간"으로 정의하는 지리 공간에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 활동이 활발해짐에 따라 오로라를 유발할 수 있는 자기권 교란과 전력 및 통신 장애에 대한 연구가 더욱 중요해지고 있다고 그들은 지적합니다. “코러스 방출은 이러한 효과를 이해하고 잠재적으로 완화하는 데 중요합니다.”라고 그들은 말합니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/