Явище космічної погоди вперше спостерігали в лабораторії – Physics World

Явища космічної погоди, відомі як хорові випромінювання в режимі свисту, вперше спостерігалися в лабораторії. Ці випромінювання відбуваються природним чином в областях космосу, де домінують планетарні магнітні поля – магнітосфери – і вони пов’язані з полярними сяйвами, які щозими освітлюють наше північне та південне небо. Однак їх точне походження погано вивчено, і досі їх вивчення включало або спостереження з космічних кораблів, або числове моделювання. Відтворюючи умови, які викликають ці випромінювання, дослідники Японського національного інституту термоядерного синтезу та Токійського університету сподіваються краще зрозуміти їх і те, як вони впливають на орбітальні супутники, а також на наземні енергетичні та комунікаційні мережі.

Хорове випромінювання в режимі Вістлера — це інтенсивні когерентні хвилі, які створюють і транспортують високоенергетичні електрони через планетарні магнітосфери. Вони отримали свою назву тому, що їх частоти неодноразово змінюються таким чином, що нагадувало раннім дослідникам «світанковий хор» пташиного співу. Ці плазмові хвилі спостерігалися в магнітосфері Юпітера та в області впливу магнітного поля Землі, але ніколи раніше в контрольованих умовах у лабораторії.

Відтворення плазми магнітосферного типу

Перше завдання для керівників команд Харухіко Сайто та Зеншо Йошіда полягав у створенні відповідним чином магнітного поля, що імітує магнітосферу. Найфундаментальнішим типом магнітного поля, яке формується в планетарних магнітосферах, є дипольне поле, і на установці Ring Trap 1 (RT-1) Токійського університету цей тип поля зазвичай використовується для стабільного утримання плазми для передових експериментів термоядерного синтезу.

У своїй роботі, яку вони описують в Природа зв'язку, Саітох і його колеги створили це поле за допомогою 110-кілограмової надпровідної котушки, розташованої у вакуумній камері RT-1. Заповнивши вакуумний посудину газоподібним воднем і збуджуючи газ мікрохвилями, вони створили високоякісну водневу плазму, що містить електрони, нагріті до високих температур. «Створити в лабораторії середовище, схоже на магнітосферу, було складно», — розповідає Саітох. Світ фізики, «але RT-1 здатний досягти цього завдяки левітації надпровідної котушки у вакуумній камері».

Викиди хору можуть бути універсальним явищем

Дослідники використовували магнітні зонди, щоб досліджувати, як коливається плазма, включаючи компонент гарячих електронів. Вони виявили, що плазма спонтанно породжує випромінювання хору свистових хвиль щоразу, коли містить значну частку високотемпературних електронів. Ці електрони відповідають за тиск плазми, і команда помітила, що збільшення їх кількості призводить до генерації хорових випромінювань.

За словами дослідників, цей результат свідчить про те, що випромінювання хору є універсальним явищем у плазмі, яка містить високотемпературні електрони в простому дипольному магнітному полі. Плазма цього типу поширена в геопросторі, який команда визначає як «простір навколо Землі, який особливо тісно пов’язаний з діяльністю людини». Оскільки така діяльність посилюється, вони відзначають, що вивчення магнітосферних збурень, здатних спричинити полярні сяйва, а також збої в електроживленні та зв’язку, стає більш важливим. «Випромінювання Chorus важливі для розуміння та потенційного пом’якшення цих ефектів», — кажуть вони.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/