Среда 22 апреля 2026 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
«Супер-Эль-Ниньо» приближается, но это не самая большая климатическая угроза «Супер-Эль-Ниньо» приближается, но это не самая большая климатическая угроза Исследователи сообщают, что большой резервуар тепла, перемещающийся под тропической частью Тихого океана, начал перестраивать поверхностные условия в направлении развития явления Эль-Ниньо. Результаты исследования опубликованы в журнале Geoscientific Model Development. Эта…
Ученые обнаружили странное паукообразное, застрявшее в янтаре 35 млн лет назад Ученые обнаружили странное паукообразное, застрявшее в янтаре 35 млн лет назад Сенокосцы — одни из самых причудливых паукообразных, когда-либо населявших Землю, и они живут здесь уже миллионы лет. В двух отдельных образцах янтаря возрастом 35 миллионов лет, найденных в Прибалтике и…
Одно простое растение помогает снижать воспаления в кишечнике Одно простое растение помогает снижать воспаления в кишечнике Японскими учёными в экстракте солодки найдено соединение с выраженным противовоспалительным действием, которое можно использовать для лечения заболеваний кишечника, в том числе, болезни Крона и язвенного колита. Об этом сообщила пресс-служба…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 97 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 97 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 97 украинских беспилотников над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи с 20:00 мск 20 апреля до 07:00…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 10 россиян, 120 получили ранения Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 10 россиян, 120 получили ранения Десять человек, включая ребенка, погибли за неделю при ударах ВСУ по субъектам РФ, еще более 120 жителей, в том числе 7 несовершеннолетних, получили ранения. Об этом ТАСС сообщил посол по…
ФСБ: в Ярославской области задержали три группы пособников украинских кол-центров ФСБ: в Ярославской области задержали три группы пособников украинских кол-центров ФСБ и МВД задержали в Ярославле участников трех преступных групп, оказывавших содействие мошенническим кол-центрам Украины в хищении средств у россиян. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России.…
Тема дня
Еврокомиссия пропустила неожиданный удар от Болгарии Еврокомиссия пропустила неожиданный удар от Болгарии

Пока Европа была увлечена выборами в Венгрии, она упустила еще одну электроральную кампанию – в Болг...

Фото
В России научились определять массу рубцовой ткани после инфаркта миокарда В России научились определять массу рубцовой ткани после инфаркта миокарда

Учёными Пензенского государственного университета (ПГУ) получен патент на методику определения объём...

Опрос

Через месяц после начала войны в Иране на чьей стороне преимущество?

 

Анекдот дня

Кто виноват?

Что делать?

А зачем?

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.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. 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)".