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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Генетический аналог транзистора 14.04.2013 Биологическое устройство получило название "транскриптор" по названию синтеза молекул РНК на базе ДНК. Именно этот процесс является полезным выходным сигналом генетического транзистора. Из нескольких таких устройств ученым удалось создать набор примитивных логических вентилей: И, И-НЕ, ИЛИ и другие. Транскрипцию в клетках осуществляют ферменты класса ДНК-зависимых РНК-полимераз. Они последовательно продвигаются вдоль цепочки ДНК, создавая на ее основе молекулу РНК. Для управления работой полимеразы ученые добавили в цепочку ДНК участки-терминаторы, которые вызывают диссоциацию фермента с ДНК и прекращение синтеза. Управляющим механизмом (аналогом напряжения на затворе в полевом транзисторе) является возможность изменения ориентации терминаторов - на прекращение транскрипции, либо на пропускание полимеразы. Для переключения используют ферменты-интегразы, которые способны вырезать и вставлять участки ДНК. Каскады "транскрипторов" позволили исследователям усилить работу генов, вызывающих флуоресценцию клеток. Именно по светимости различных клеток ученые в процессе экспериментов понимали, какие из них правильно отрабатывали заложенную логическую схему. В перспективе новые биологические устройства могут помочь сконструировать генетические компьютеры. Ранее уже сообщалось о различных достижениях в области биологической информатики. Так, ученые смогли разработать генетические реле, модули ДНК-памяти и способ кодировать сообщения при помощи биообъектов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025