Плазма способна изменять магнитные поля

09.09.2024

Взаимодействие плазмы с магнитными полями остается одной из ключевых загадок как в астрофизике, так и в разработке термоядерных реакторов. Плазма, состоящая из заряженных частиц, играет важную роль во многих космических и лабораторных процессах. От взаимодействия плазмы с магнитными полями зависит многое - от поведения звезд до перспектив создания устойчивой термоядерной энергии на Земле. Новое открытие ученых из Принстонской лаборатории физики плазмы в США обещает изменить наше понимание этих сложных процессов.

Исследователи разработали инновационный метод, позволяющий с беспрецедентной точностью зафиксировать, как плазма взаимодействует с магнитными полями. С помощью протонной радиографии они смогли визуализировать эти взаимодействия, что ранее было недоступно. Процесс начинается с создания плазмы, которую получают, направляя мощный лазер на небольшой пластиковый диск. Одновременно создаются протоны - частицы, которые физики использовали в качестве диагностического инструмента.

Этот метод позволил впервые наблюдать магнитную неустойчивость Релея-Тейлора, возникающую при встрече расширяющейся плазмы с магнитными полями. Ранее этот феномен только предполагался теоретически, но теперь его удалось зафиксировать непосредственно. Наблюдения подтвердили, что неустойчивость действительно появляется при взаимодействии плазмы с магнитным полем, что приводит к образованию столбчатых и грибовидных структур на границах плазмы.

Данные наблюдения не только подтверждают существование этой неустойчивости, но и дают новое понимание ее влияния на динамику плазмы. В ходе эксперимента ученые заметили, что при уменьшении энергии плазмы магнитные поля возвращаются в исходное состояние, заставляя плазму сжиматься и формировать прямые струи. Эти струи напоминают те, что наблюдаются в космосе, когда они вырываются из сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

Струи, порождаемые этим процессом, могут достигать размеров, во много раз превышающих диаметр самой галактики. Ученые считают, что именно взаимодействие плазмы с магнитными полями может объяснять природу этих мощных космических явлений.

Эти новые данные не только расширяют наши знания о поведении плазмы, но и предлагают перспективы для улучшения методов управления плазмой в термоядерных реакторах. Понимание механизма формирования струй и взаимодействия с магнитными полями может также помочь объяснить другие сложные астрофизические явления, такие как джеты из черных дыр и структура галактик.

Таким образом, исследование взаимодействия плазмы с магнитными полями открывает новые горизонты в астрофизике и ядерной физике, помогая разгадать тайны как Вселенной, так и термоядерного синтеза.

<< Назад: Определена масса света 09.09.2024

>> Вперед: Мужчины вредят природе больше женщин 08.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыты нейронные механизмы кашля и чихания 02.10.2024

Хронический кашель представляет собой сложное и трудноизлечимое состояние, которое требует эффективных терапевтических подходов. На сегодняшний день наибольшую популярность имеют опиаты, такие как кодеин, но их побочные эффекты, включая риск привыкания, ограничивают возможность их использования. В таких случаях, особенно при тяжелых аллергических реакциях или вирусных инфекциях, кашель может достигать такой силы, что пациенты теряют сознание. Это подчеркивает необходимость поиска более безопасных и эффективных методов лечения. Недавнее исследование группы ученых из Сент-Луиса внесло ясность в нейронные механизмы, ответственные за кашель и чихание. Исследование показало, что существуют специфические группы нервных клеток, отвечающие за эти рефлексы. Нейроны, регулирующие чихание, располагаются в носовых ходах, в то время как нейроны, ответственные за кашель, находятся в трахее. Каждая из этих групп нейронов имеет свою механику активации и отправляет сигналы в ствол мозга, где инициир ...>>

Живопись точной физики 02.10.2024

Известная картина Винсента Ван Гога "Звездная ночь" продолжает вдохновлять ученых и искусствоведов благодаря своим уникальным особенностям. Новый детальный анализ этого произведения искусства показал, что в нем можно увидеть поразительное сходство с "скрытой турбулентностью" в атмосфере Земли. Это открытие подчеркивает глубину понимания природных процессов, которое обладал культовый художник. Недавние исследования подтверждают, что "Звездная ночь" гораздо более интересна, чем кажется на первый взгляд. Турбулентное небо на картине, полное закрученных вихрей и ярких звезд, демонстрирует удивительные аналогии с невидимыми процессами динамики жидкостей, происходящими в реальной атмосфере. Ученые, проанализировав мазки и цветовые переходы на картине, обнаружили поразительное соответствие между художественными элементами и физическими явлениями. Соавтор исследования Юнсян Хуан, специалист в области гидродинамики и океанографии из Университета Сямэня в Китае, отметил: "Картина раскрывае ...>>

Зубная нить способна предотвратить проблемы с сердцем 01.10.2024

Здоровье полости рта играет важную роль не только в общем состоянии организма, но и в профилактике серьезных заболеваний. Последние исследования подтверждают связь между состоянием десен и сердечно-сосудистыми заболеваниями. В частности, пародонтит, распространенная инфекция десен, может оказаться более опасным, чем мы думали ранее. Исследование, проведенное учеными из Университета Хиросимы, обнаружило интересную связь между пародонтитом и фибрилляцией предсердий, что подчеркивает необходимость тщательной гигиены полости рта. Пародонтит - это воспалительное заболевание десен, которое может привести к их разрушению и даже потере зубов. Он характеризуется длительным воспалением, что, как показали исследования, может способствовать развитию других заболеваний, включая сердечно-сосудистые. Фибрилляция предсердий, или нерегулярное сердцебиение, является одним из таких состояний, и исследование показало, что воспалительные процессы, связанные с пародонтитом, могут играть в этом значительн ...>>

Супервитаминный салат для борьбы с дефицитом витамина А 01.10.2024

Салат часто называют "хрустящей водой" за его низкое содержание калорий и воды. Однако в последнее время ученые смогли значительно улучшить его пищевую ценность, добавив в этот популярный листовой овощ важный для здоровья бета-каротин - пигмент, превращающийся в организме человека в витамин А. Этот "супер-салат" может стать решением глобальной проблемы дефицита витамина А, которая ежегодно ставит под угрозу здоровье миллионов людей. Витамин А играет ключевую роль в поддержании зрения, иммунной системы и здоровья кожи. Дефицит этого витамина особенно распространен в развивающихся странах, где он вызывает серьезные проблемы со здоровьем, такие как потеря слуха, слепота и даже смертельные исходы. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 140 миллионов детей страдают от недостатка витамина А. В связи с этим ученые из Университета Политехника Валенсии в Испании решили найти способ повысить содержание бета-каротина в обычном салате (Lactuca sativa), чтобы сделать его более по ...>>

Стресс может влиять на пол ребенка 30.09.2024

Ранее считалось, что пол ребенка определяется исключительно генетическими факторами, заложенными в ДНК родителей. Однако недавнее исследование международной группы ученых показало, что сильный стресс, который испытывает будущая мать, может оказывать влияние на пол ребенка. Это открытие меняет представление о том, как внешние факторы могут влиять на внутриутробное развитие. Исследователи проанализировали данные 187 здоровых беременных женщин в возрасте от 18 до 45 лет. Они изучили 27 показателей, отражающих психосоциальное и физическое состояние матерей, а также их повседневную активность. Информация собиралась с помощью анкет, дневников и ежедневных замеров состояния здоровья. Ключевыми факторами для анализа стали показатели стресса - как субъективные ощущения матерей, так и объективные данные о физическом состоянии. Результаты исследования показали, что около 17% женщин находились в состоянии психологического стресса, проявляющегося в виде депрессии, тревоги и нервного напряжени ...>>

Случайная новость из Архива Эффективный способ добычи водорода из морской воды 11.02.2023 Процесс электролиза для добычи зеленого водорода обычно требует большого количества чистой воды - до 9 литров на каждый килограмм водорода. Однако международная группа исследователей из Австралии, Китая и США предложила в своей статье более экономный способ с использованием морской воды - без какой-либо предварительной обработки, но с нанесением кислотного покрытия на катализатор (воду удалось расщепить с почти 100% эффективностью). "В этой работе мы демонстрируем прямой электролиз морской воды, которая не подвергалась предварительной обработке, а была только отфильтрована для удаления твердых частиц и микроорганизмов", - отметили ученые. Команда говорит, что типичный катализатор электролизера может быть изготовлен из оксида кобальта и оксида хрома на поверхности. Обычно морская вода разрушает катализаторы из-за сильной эрозии, вызванной ионами хлора; также накапливающиеся нерастворимые осадки магния и кальция блокируют электроды - однако ученые решили эту проблему, просто добавив на катализатор слой так называемой кислоты Льюиса. Кислотное покрытие позволило захватить достаточное количество отрицательно заряженных гидроксильных анионов из морской воды, чтобы создать мощную щелочную среду с pH 14 вокруг катализатора, остановив как атаки хлора на катализатор, так и образование осадка на электродах. "Эффективность коммерческого электролизера с нашими катализаторами, работающими в морской воде, близка к производительности платиновых/иридиевых катализаторов", - говорит доцент Яу Чжэн. Очевидно, что в будущем спрос на чистый водород будет увеличиватьсяКислотное покрытие и никакой предварительной обработки: исследователи изобрели эффективный способ добычи водорода из морской воды, и ввиду дефицита пресной воды (который, по прогнозам, повлияет на две трети населения мира до 2025 года), использование морской для добычи чистой энергии выглядит перспективным. Исследователи надеются в конечном итоге применить результаты своих экспериментов для коммерческого производства водородного топлива и синтеза аммиака.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024