Учёные изучают солнечную плазму на столе


Публикуется в рамках конкурса научной журналистики № 101

Согласитесь, было бы здорово, если бы можно было разместить Солнечную систему на лабораторном столе и детально изучить все протекающие в ней процессы! Удивительно, но иногда учёным это практически удаётся.

Многие процессы можно масштабировать — то есть пропорционально уменьшить все масштабы так, чтобы ничего качественно не изменилось. В недавно опубликованной в журнале Nature Communications статье это свойство было использовано для наблюдения в лаборатории процесса, который встречается во многих астрофизических условиях — магнитной турбулентности.

Турбулентность — одно из фундаментальных явлений, наблюдающихся в газах и жидкостях. В астрофизике турбулентные движения осложняются тем, что, во-первых, вещество представляет собой плазму — то есть состоит из заряженных ионов и электронов, — а во-вторых, эта плазма практически всегда находится в магнитных полях. Таким образом, говорят о магнитной турбулентности.

В обсуждаемой статье для генерации магнитной турбулентности использовался мощный лазерный импульс. Он посылался на слой алюминия, в результате чего образовывалась плотная плазма, которая начинала разлетаться. В ходе этого разлёта плазма переходила в режим турбулентности, и в ней генерировались магнитные поля, в десятки раз более сильные, чем могут создать электромагниты.


Схема эксперимента (слева) и пример распределения магнитных полей с их пространственным спектром (справа). © G. Chatterjee et al. // Nature Communications 8, 15970 (2017)

Магнитные поля измеряли при помощи дополнительного лазерного импульса небольшой мощности, который пускался на мишень с некоторой задержкой. Эксперимент повторялся несколько тысяч раз с разной задержкой измеряющего импульса, что позволило изучить, как магнитные поля меняются со временем.

Оказалось, что через некоторое время после начала разлёта плазмы структура магнитных полей меняется. В начале ионы двигаются так быстро, что практически не замечают магнитного поля, которое заметно влияет только на движение электронов, однако когда скорость движения ионов падает, они тоже начинают чувствовать магнитное поле.

Аналогичные процессы, по всей видимости, протекают и в солнечном ветре — когда из недр Солнца выбрасываются в окружающее пространство потоки замагниченной плазмы. Таким образом, применение мощных лазеров позволяет глубже заглянуть в физику космических явлений и лучше понять их природу.


Comments 13


Отличная работа!
Пост принят для участия в конкурсе.
Спасибо!

09.08.2017 17:40
0

Честно признаюсь - прогнал Вашу статью на антиплагиате. И не одну) Редко тут встречаю, чтобы люди так складно писали)
И антиплагиат меня не разочаровал!)
Такие авторы, как Вы делают проект Голос лучше, за что Вам и спасибо!)
p.s. Ознакомился с Вашей статьей про гравитацию для биржи тем. Я думаю, это будет бомба!)

09.08.2017 21:50
0

Спасибо за отзыв!

Да, текст полностью оригинальный. Это даже не перевод и не пересказ англоязычного источника.

10.08.2017 05:31
0

В астрофизике турбулентные движения осложняются тем, что, во-первых, вещество представляет собой плазму — то есть состоит из заряженных ионов и электронов

На мой взгляд, не всё вещество пребывает в плазме, большая его часть да.

09.08.2017 23:32
0

Конечно, не всё. Мы же с вами тоже живём на космическом объекте, однако вокруг нас плазмы не так уж много. Но всё же типичное состояние вещества в космосе — это плазма.

10.08.2017 05:33
0

Я знаю нескольких людей, которые плазме еще фору дадут - так что плазмы и на земле хватает=)

Слышал как то про белые дыры, которые нет нет да и появляются в атмосфере Земли, высушивая болота и озера в миг -но не знаю, на сколько это правда - говорилось что это вид плазмы

10.08.2017 06:26
0

Понимаете, это не вопрос мнения людей. На поверхности Земли плазмы мало — это объективный факт. За плазмой надо подниматься в верхние слои атмосферы. С натяжкой можно назвать плазмой то, что находится в ядре Земли, но на самом деле там состояние вещества значительно более сложное.

Что касается «белых дыр» в том виде, как вы их описываете, то это явная выдумка. Чтобы высушить «вмиг» озеро, надо количество энергии сравнимое с ядерным взрывом. Если бы что-то подобное произошло, то это заметили бы датчики даже на обратной стороне Земли, настолько сильным был бы удар.

10.08.2017 07:25
0

Во вселенной столько всего не изученного - я думаю что есть вещи, которые современная наука не может описать - о таком умалчивают. Ну по "белым дырам" я тоже не особо верю, так вспомнился факт из телевизора, по моему программа "необъяснимо, но факт"=)

10.08.2017 07:36
0

@exan
Я думаю, вы просто не знаете, СКОЛЬКО всего на самом деле уже изучено.

И мой вам совет: не смотрите ТВ. Та ещё помойка.

10.08.2017 08:53
0

@korzhimanov да - не знаю=) И никогда не узнаю - а ТВ последний раз смотрел лет наверное 10 назад - дома телевизора нет и покупать не собираюсь=)

11.08.2017 06:55
0

@exan ну так, можно же ведь узнать, благо хороших источников немало

12.08.2017 13:03
0

@korzhimanov много текущих задач - не до чтения пока - сложный период в жизни и не знаю когда он окончится=)

12.08.2017 13:06
0