快速磁重联源的发现!会扰乱手机服务和聚变实验的磁重联是触发太阳耀斑和北极光的一个宇宙过程,其发生的速度比理论预测的要快得多。 现在,来自美国能源部(DOE)普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL)和德国普朗克等离子体物理研究所的研究人员已经在一种常规类型的磁重联中发现了一个加速源。他们的发现可能会带来对破坏性空间气象更准确的预测和改进聚变实验。 当等离子体——即占可见宇宙99%的原子和带电电子和原子核或离子的集合——中的磁力线聚集和强制分离时,重联就发生了。在重联发生时,施加不同程度压力的电子形成了这个过程的一个重要组成部分。 研究小组发现,电子压力的变化沿着重联发生区域的磁场线发展。这种变化在等离子体内部平衡和保持着一个强大的电流,从而使得等离子体不至于失控和停止重联过程。正是这种平衡行为使得快速重联成为可能。 “我们解决的主要问题是重联是怎么样可以发生得这么快,”Will Fox说,他是一篇发表在3月的《物理评论快报》上的文章的主要作者,该文章详细介绍了这项发现。“在这里,我们通过实验演示了电子压力是如何加速该过程的。” 该物理团队通过普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)磁重联实验(MRX)——这是一台领先的研究重联的实验室装置——完成的研究成果创建了一个关于梯度和重联的其他参数的图景。该项研究结果标志着第一次实验证实了由其他研究人员对离子和电子的行为进行的早期模拟所作出的预测。“该实验演示了等离子体是如何可以维持一个大的电场,同时防止过大的电流的产生从而停止重联过程的,”Fox说。 该结果的潜在应用: ·预测空间风暴。磁层——地球周边的磁场——中的磁场重联,可以产生“地磁亚暴”,其能够使通讯和全球卫星定位系统(GPS)失效和破坏电网。对快速重联的理解有助于找到由该过程触发的风暴准备发生的区域。 减轻影响。接下来对重联和中断的提前预警可能会使我们能实施保护敏感的卫星系统和电网的步骤。 改善聚变设施的性能。在MRX上观察到的这个过程可能在产生能够停止核聚变反应的被称为“锯齿”的不稳定性中起着关键的作用。理解这个过程可以打开控制它和限制这种不稳定性的大门。“锯齿为什么能发生得如此之快一直是一个谜,现在这项研究有助于解释这个问题,”Fox说。“事实上,正是对锯齿崩塌的计算机模拟第一次将电子压力与快速重联的源关联起来。” |





|手机版|搜索|焦点光学|光电工程师社区
( 鄂ICP备17021725号-1 鄂网安备42011102000821号 )
Copyright 2015 光电工程师社区 版权所有 All Rights Reserved.
申明:本站为非盈利性公益个人网站,已关闭注册功能,本站所有内容均为网络收集整理,不代表本站立场。如您对某些内容有质疑或不快,请及时联系我们处理!
© 2001-2022 光电工程师社区 网站备案号:鄂ICP备17021725号 网站公安备案号:鄂42011102000821号 Powered by Discuz! X3.2
GMT+8, 2026-1-2 20:54