Romværfenomen observert i laboratoriet for første gang – Physics World

Romværhendelser kjent som whistler-modus chorus-utslipp har blitt observert i laboratoriet for første gang. Disse utslippene skjer naturlig innenfor områder i rommet dominert av planetariske magnetfelt – magnetosfærer – og de er relatert til nordlyset som lyser opp vår nordlige og sørlige himmel hver vinter. Imidlertid er deres eksakte opprinnelse dårlig forstått, og til nå har studier av dem involvert enten romfartøyobservasjoner eller numeriske simuleringer. Ved å gjenskape forholdene som produserer disse utslippene, håper forskere ved Japans nasjonale institutt for fusjonsvitenskap og University of Tokyo å bedre forstå dem og hvordan de påvirker satellitter i bane så vel som bakkebaserte kraft- og kommunikasjonsnettverk.

Chorus-utslipp i whistlermodus er intense, sammenhengende bølger som produserer og transporterer høyenergielektroner gjennom planetariske magnetosfærer. De får navnet sitt fordi frekvensene deres varierer gjentatte ganger på en måte som minnet tidlige forskere om fuglesangens "daggry-kor". Disse plasmabølgene har blitt observert i Jupiters magnetosfære og i området som er påvirket av jordas magnetfelt, men aldri før under kontrollerte forhold i et laboratorium.

Gjenskape plasmaer av magnetosfæretype

Den første oppgaven for teamledere Haruhiko Saitoh og Zensho Yoshida var å skape et passende magnetosfære-etterlignende magnetfelt. Den mest grunnleggende typen magnetfelt som dannes i planetariske magnetosfærer er et dipolfelt, og ved University of Tokyos Ring Trap 1 (RT-1) anlegg brukes denne typen felt vanligvis til å stabilt begrense plasmaer for avanserte fusjonseksperimenter.

I sitt arbeid, som de beskriver i Nature Communications, Saitoh og kolleger genererte dette feltet ved å bruke en 110 kg magnetisk levitert superledende spole plassert i RT-1s vakuumbeholder. Ved å fylle vakuumbeholderen med hydrogengass og spennende gassen med mikrobølger, skapte de et høykvalitets hydrogenplasma som inneholder elektroner oppvarmet til høye temperaturer. "Å skape et miljø som ligner på magnetosfæren i laboratoriet var utfordrende," forteller Saitoh Fysikkens verden, "men RT-1 er i stand til å oppnå dette takket være den svevende superledende spolen i et vakuumkammer."

Korutslipp kan være et universelt fenomen

Forskerne brukte magnetiske sonder for å studere hvordan plasmaet – inkludert den varme elektronkomponenten – svinger. De fant at plasmaet spontant produserte whistler-bølge-korutslipp når det inneholdt en betydelig andel høytemperaturelektroner. Disse elektronene er ansvarlige for plasmatrykket, og teamet observerte at økende antall driver genereringen av chorus-utslipp.

I følge forskerne tyder dette resultatet på at chorus-utslipp er et universelt fenomen i plasmaer som inneholder høytemperaturelektroner innenfor et enkelt dipolmagnetisk felt. Plasmaer av denne typen er vanlige i georommet, som teamet definerer som "rommet rundt jorden som er spesielt nært knyttet til menneskelige aktiviteter". Etter hvert som slike aktiviteter intensiveres, bemerker de, blir studiet av magnetosfæriske forstyrrelser som kan forårsake nordlys, så vel som strøm- og kommunikasjonssvikt, viktigere. "Kor-utslipp er viktig for å forstå og potensielt dempe disse effektene," sier de.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/