Pojav vesoljskega vremena prvič opazovan v laboratoriju – Physics World

V laboratoriju so prvič opazili vesoljske vremenske dogodke, znane kot emisije chorus v načinu piskača. Te emisije se pojavljajo naravno v območjih vesolja, kjer prevladujejo planetarna magnetna polja – magnetosfere – in so povezane z aurorami, ki vsako zimo osvetlijo naše severno in južno nebo. Vendar je njihov natančen izvor slabo razumljen in do zdaj je njihovo preučevanje vključevalo bodisi opazovanja vesoljskih plovil bodisi numerične simulacije. S poustvarjanjem pogojev, ki povzročajo te emisije, raziskovalci japonskega nacionalnega inštituta za znanost o fuziji in Univerze v Tokiu upajo, da jih bodo bolje razumeli in kako vplivajo na satelite v orbiti ter na zemeljska energetska in komunikacijska omrežja.

Emisije zbora Whistlerjevega načina so intenzivni, koherentni valovi, ki proizvajajo in prenašajo elektrone z visoko energijo skozi planetarne magnetosfere. Ime so dobili, ker se njihove frekvence večkrat spreminjajo na način, ki je zgodnje raziskovalce spominjal na »zorski zbor« ptičjega petja. Te plazemske valove so opazili v Jupitrovi magnetosferi in v območju, na katerega vpliva zemeljsko magnetno polje, vendar nikoli prej pod nadzorovanimi pogoji v laboratoriju.

Ponovno ustvarjanje plazme tipa magnetosfere

Prva naloga za vodje ekip Haruhiko Saitoh in Zensho Yoshida je bilo ustvariti magnetno polje, ki primerno posnema magnetosfero. Najbolj temeljna vrsta magnetnega polja, ki se tvori v planetarnih magnetosferah, je dipolno polje in v objektu Ring Trap 1 (RT-1) Univerze v Tokiu se ta vrsta polja običajno uporablja za stabilno omejevanje plazme za napredne fuzijske poskuse.

V svojem delu, ki ga opisujeta v Nature Communications, Saitoh in sodelavci so ustvarili to polje z uporabo 110 kg težke magnetno levitirane superprevodne tuljave, ki se nahaja znotraj vakuumske posode RT-1. S polnjenjem vakuumske posode z vodikovim plinom in vzbujanjem plina z mikrovalovi so ustvarili visokokakovostno vodikovo plazmo, ki vsebuje elektrone, segrete na visoke temperature. »Ustvarjanje okolja, podobnega magnetosferi v laboratoriju, je bilo zahtevno,« pravi Saitoh Svet fizike, "toda RT-1 lahko to doseže zahvaljujoč levitacijski superprevodni tuljavi v vakuumski komori."

Chorusove emisije so lahko univerzalni pojav

Raziskovalci so uporabili magnetne sonde, da bi preučili, kako plazma – vključno s komponento vročih elektronov – niha. Ugotovili so, da je plazma spontano proizvedla zborne emisije žvižgajočih valov, kadar koli je vsebovala znaten delež visokotemperaturnih elektronov. Ti elektroni so odgovorni za tlak plazme in ekipa je opazila, da povečanje njihovega števila spodbuja nastajanje zborovskih emisij.

Po mnenju raziskovalcev ta rezultat nakazuje, da so horske emisije univerzalen pojav v plazmi, ki vsebuje visokotemperaturne elektrone v preprostem dipolnem magnetnem polju. Plazme te vrste so pogoste v geoprostoru, ki ga skupina opredeljuje kot "prostor okoli Zemlje, ki je še posebej tesno povezan s človeškimi dejavnostmi". Ko se takšne dejavnosti intenzivirajo, ugotavljajo, postaja študija magnetosferskih motenj, ki lahko povzročijo aurore, pa tudi izpade električne energije in komunikacije, pomembnejša. "Emisije Chorus so pomembne za razumevanje in morebitno ublažitev teh učinkov," pravijo.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/