Пятница 09 мая 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые раскрыли 60-летнюю тайну быстрых магнитных взрывов


Ученые раскрыли 60-летнюю тайну быстрых магнитных взрывов

Пятница, 29 Апреля 2022 00:15

Всего за несколько минут вспышка на Солнце может высвободить достаточно энергии, чтобы питать весь мир в течение 20 000 лет. Взрывной процесс, называемый магнитным пересоединением, вызывает эти солнечные вспышки, и ученые потратили последние полвека, пытаясь понять, как происходит этот процесс.

 

Это не просто научное любопытство: более полное понимание магнитного пересоединения могло бы позволить лучше понять ядерный синтез и обеспечить более точные прогнозы бурь частиц от Солнца, которые могут повлиять на технологии на околоземной орбите.

 

Теперь ученые из Магнитосферной многомасштабной миссии НАСА, или MMS, считают, что поняли это. Они разработали теорию, которая объясняет, как происходит наиболее взрывоопасный тип магнитного пересоединения, называемый быстрым пересоединением и почему оно происходит с постоянной скоростью. Новая теория использует общий магнитный эффект, который используется в бытовых устройствах, таких как датчики, которые синхронизируют антиблокировочную тормозную систему автомобиля и знают, когда закрыта откидная крышка сотового телефона.

 

«Наконец-то мы понимаем, что делает этот тип магнитного пересоединения таким быстрым», — сказал ведущий автор нового исследования Йи-Хсин Лю, профессор физики Дартмутского колледжа в Нью-Гэмпшире и заместитель руководителя группы теории и моделирования MMS. «Теперь у нас есть теория, которая полностью это объясняет».

 

Магнитное пересоединение — это процесс, происходящий в плазме, иногда называемый четвертым состоянием вещества. Плазма образуется, когда газ получает достаточно энергии, чтобы расщепить свои атомы, оставив после себя пестроту отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ионов, существующих бок о бок. Этот энергичный, похожий на жидкость материал чрезвычайно чувствителен к магнитным полям.

 

От вспышек на Солнце до околоземного пространства и черных дыр плазма по всей Вселенной подвергается магнитному пересоединению, которое быстро преобразует магнитную энергию в тепло и ускорение. Хотя существует несколько типов магнитного пересоединения, один особенно загадочный вариант известен как быстрое пересоединение, которое происходит с предсказуемой скоростью.

 

«Мы уже давно знаем, что быстрое повторное соединение происходит с определенной скоростью, которая кажется довольно постоянной», — сказала Барбара Джайлс, научный сотрудник MMS и научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Но что на самом деле движет этой скоростью, до сих пор оставалось загадкой».

 

Новое исследование, опубликованное в статье в журнале Nature's Communications Physics, объясняет, как быстрое пересоединение происходит именно в бесстолкновительной плазме — типе плазмы, частицы которой разбросаны настолько, что отдельные частицы не сталкиваются друг с другом. Там, где пересоединение происходит в космосе, большая часть плазмы находится в бесстолкновительном состоянии, включая плазму солнечных вспышек и пространство вокруг Земли.

 

Эта теория показывает, как и почему быстрое пересоединение, вероятно, ускоряется эффектом Холла, который описывает взаимодействие между магнитными полями и электрическими токами. Эффект Холла  — это распространенное магнитное явление, которое используется в повседневных технологиях, таких как датчики скорости вращения колес транспортных средств и 3D-принтеры, где датчики измеряют скорость, близость, позиционирование или электрические токи.

 

Во время быстрого магнитного пересоединения заряженные частицы в плазме, а именно ионы и электроны, перестают двигаться как группа. Когда ионы и электроны начинают двигаться по отдельности, возникает эффект Холла, создающий нестабильный энергетический вакуум, в котором происходит повторное соединение. Давление магнитных полей вокруг энергетического вакуума вызывает взрыв вакуума, который быстро высвобождает огромное количество энергии с предсказуемой скоростью.

 

Новая теория будет проверена в ближайшие годы с помощью MMS, которая использует четыре космических корабля, летающих вокруг Земли в форме пирамиды, для изучения магнитного пересоединения в бесстолкновительной плазме. В этой уникальной космической лаборатории MMS может изучать магнитное пересоединение с более высоким разрешением, чем это было бы возможно на Земле.

 

«В конечном счете, если мы сможем понять, как работает магнитное пересоединение, мы сможем лучше предсказывать события, которые могут повлиять на нас на Земле, такие как геомагнитные бури и солнечные вспышки», — сказал Джайлз. «И если мы сможем понять, как инициируется пересоединение, это также поможет исследованиям в области энергетики, потому что исследователи смогут лучше контролировать магнитные поля в термоядерных устройствах».

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука  
Читайте также
Профессор МГУ утверждает: исследование глубин океана труднее полетов в космос Профессор МГУ утверждает: исследование глубин океана труднее полетов в космос Человек осваивает космос ещё менее века. А в океане работает, пользуется его дарами тысячи лет. Но наши знания о морях и океанах крайне скудны до сих пор, ненамного опережая представления…
Найденные в Венгрии десятки удлиненных черепов проливают свет на падение Рима Найденные в Венгрии десятки удлиненных черепов проливают свет на падение Рима Ученые исследовали человеческие останки из 96 захоронений на кладбище Мёж-Иксей-дуло в Венгрии, открыв важные сведения о падении Рима и значительных перемещениях населения на западе Венгрии. Исследование опубликовано в журнале PLOS…
Через 40 лет на Земле может начаться ледниковый период, прогнозируют ученые Через 40 лет на Земле может начаться ледниковый период, прогнозируют ученые Российскими учеными из Кольского научного центра РАН, в содружестве с коллегой из Финляндии, в ходе нового исследования сделано заключение, что примерно через 40 лет Землю может ждать начало нового ледникового…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Гладков: ВСУ в День Победы атаковали здание правительства Белгородской области Гладков: ВСУ в День Победы атаковали здание правительства Белгородской области Беспилотный летательный аппарат Вооруженных сил Украины атаковал здание правительства Белгородской области, пострадавших нет. Об этом сообщил в своем Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "В Белгороде беспилотник ВСУ атаковал здание правительства…
Мария Захарова указала на различия в заявлениях МИД Германии по случаю Дня Победы Мария Захарова указала на различия в заявлениях МИД Германии по случаю Дня Победы Официальный представитель МИД РФ Мария Захарова призвала Берлин после сообщения МИД ФРГ, выступившего за защиту "мира в Европе", для начала прекратить поддерживать киевских неонацистов, поставлять им оружие и дистанцироваться от…
Трамп пригрозил новыми санкциями, если прекращение огня на Украине не будет достигнуто Трамп пригрозил новыми санкциями, если прекращение огня на Украине не будет достигнуто Если на Украине не будет достигнуто 30-дневное прекращение огня, администрация Соединенных Штатов вместе с партнерами введет санкции. Об этом заявил американский президент Дональд Трамп в Truth Social. Он отметил, что…
Тема дня
Почему Зеленский так возненавидел День Победы Почему Зеленский так возненавидел День Победы

9 мая на Украине прекратили праздновать именно при Зеленском – на это не решился даже Порошенко* (вн...

Фото
Моделирование показало, что кора Венеры на удивление тонкая Моделирование показало, что кора Венеры на удивление тонкая

Новые сведения о коре Венеры включают некоторые сюрпризы относительно геологии более горячего близне...

Опрос

Какова, по вашему мнению, вероятность заключения мирного соглашения по украинскому кризису в 2025 году?

 

Анекдот дня

В детстве я мечтала о суперспособностях. Моя мечта сбылась и теперь я чувствую магнитные бури, заморозки и любые капризы природы.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".