Kāpēc Plazma Ir Saules Aptumsuma Vainags?

{h1}

Gaismas vijumi, kas šī gada kopējā aptumsuma laikā izplūst no saules diska, ir karstas, uzlādētas gāzes daudzums, ko sauc par plazmu no saules koronas. Un plazmas fiziķi ir ekstāzes stāvoklī, lai izpētītu šo ceturto matērijas stāvokli.

Vjačeslavs Lukins ir ASV Nacionālā zinātnes fonda plazmas fizikas un paātrinātāju zinātnes programmas direktors un aktīvs pētnieks magnētisko plazmu augstas veiktspējas skaitļošanas modelēšanā. Viņa nesenais darbs ir pievērsusies saules plazmas modelēšanai. Lukins pievienoja šo rakstu WordsSideKick.com's Ekspertu balsis: op-ed un atziņas.

Pirmdien, 21. augustā, cilvēkiem Amerikas Savienotajās Valstīs būs iespēja pagriezt savu skatienu pret debesīm, lai redzētu, kā mēness aptumsīs sauli. Tie, kas atrodas kopuma ceļā, pamanīs pilnīgu saules aptumsumu. Miljoniem amerikāņu nodos īpašās brilles un šķērsos pirkstus, lai iegūtu nevainojamus skatīšanās apstākļus, bet tikai daži var saprast, ka gaismas pūtītes, kuras viņi redz izstarojot ap izpuvušo saules disku, ir karstas, uzlādētas gāzes, ko sauc par plazmu, no saules korona, vai ārējā atmosfēra - ārkārtīgi reti novērojama vieta.

Šī plazma uzkurina saules uzliesmojumus un kosmosa laika apstākļus, kas ietekmē elektrības tīklus un sakaru sistēmas uz Zemes, un tā turpina atklāt noslēpumus, kas vēl jāatrisina. Plazma veido 99,99 procentus no redzamās vielas Visumā, zvaigznēs un galaktikās, un tā daudzos veidos pastāv arī uz mūsu planētas. Tas satur solījumu potenciāli mainīt to, kā mēs domājam par enerģijas izmantošanu un enerģijas izmantošanu, kā mēs izpētām Saules sistēmu un pat kā mēs varam ārstēt vēzi un citas slimības.

Plazmas fiziķi, ieskaitot mani, kuri pētīs sauli, pētīs aptumsuma skatu un, bez šaubām, uzzinās vairāk par šīs dīvainās vielas, kas atšķirībā no parastajām gāzēm ir jonizēta vai uzlādēta, būtību, un tāpēc to uzskata par ceturto matērijas stāvokli. [10 saules aptumsumi, kas mainīja zinātni]

Plazmas stāvokļa stāvoklis

Plazmas fizikas lauks ir salīdzinoši jauns, jo šis stāvoklis netika identificēts līdz 1879. gadam, kad angļu zinātnieks sers Viljams Krūkss to sauca par “starojošu vielu”. Tā tika pārdēvēta par "plazmu" 1928. gadā. Mēs tagad zinām, ka plazma atrodas objektos, kas aptver mērogu spektru, sākot no smalki izstrādātiem nanomēroga starojuma avotiem, beidzot ar pazīstamām halogēna lampām un dienasgaismas spuldzēm, beidzot ar supernovām un galaktiku kopām.

Procesi, kuros iesaistīta plazma, aptver arī milzīgas laika skalas, sākot ar sekundes sekundes (sekundes viena ceturtdaļa) rentgenstaru lāzera un daļiņu mijiedarbību - vienā sekundē var notikt 10 ^ 18 - līdz saules magnētisko lauku reģenerācijai un evolūcijai 22 -gadu cikls līdz galaktiku veidošanās simtiem miljonu gadu laikā.

Pētnieki ir izmantojuši plašā procesa klāsta kopējos elementus, lai gūtu jaunu ieskatu un izmantotu plazmas spēku. Šādi pētījumi ir kļuvuši par daudzu tehnoloģisko pielietojumu, piemēram, mikroshēmu projektēšanas, medicīniskās attēlveidošanas, vēža ārstēšanas, kosmiskās piedziņas un laika apstākļu labākas prognozes, pamatu. Plazmas pētījumi arī ir iedvesmojuši kontrolētas kodolsintēzes enerģijas tehnoloģijas dizainus - videi tīru un praktiski neierobežotu enerģijas avotu.

Koronas sagūstīšana

Tiem no mums, kas atrodas savā totālajā ceļā, Saules aptumsums atklās Saules korona sarežģītību un skaistumu. Magnētiskie lauki saulē rada plazmas cilpas un tapas, kas tiek izvadītas no koronas - kaut ko astronomi, izmantojot augsto tehnoloģiju zemes un kosmosa teleskopus, novēro katru dienu. Aptumsums nodrošinās iespēju redzēt visu šo darbību ar noņemtu saules diska spilgtumu. (Parasti spilgtais saules disks pārspēj mirdzumu no saules ārējās atmosfēras.)

Tomēr pētnieki arī no jauna izveido un pēta tos pašus fiziskos procesus miniatūrā laboratorijās visā ASV un visā pasaulē. Divas desmit gadus ilgstošas ​​partnerattiecības starp Nacionālo zinātnes fondu un ASV Enerģētikas departamentu virza plazmas izpēti visās tās formās, un tas palīdz mums izprast plazmu kā vēl nekad. [2017. gada kopējais saules aptumsums: kad, kur un kā to droši redzēt)

Vairāki no šiem pētījumiem palīdz atrisināt ilgstošu saules noslēpumu: Kāpēc saules korona ir vairāk nekā 100 reizes karstāka par tās virsmu? Saules temperatūras noslēpuma risinājums, iespējams, sākas ar tā magnētisko dinamo. Turbulenta plazma plūst saules blīvajā iekštelpās - slavas "Viņi varētu būt milži" kvēlspuldzes miasma -, veidojas sapinušies magnētiskie lauki, kas rodas, paplašinās un atšķetinās sevi koronā. To darot, magnētisko lauku enerģija pārvēršas siltumā, kas dramatiski izdalās korona necaurlaidīgajā plazmā, izmantojot neskaitāmas viļņus, satricinājumus un signālugunis, ko mēs varam viegli novērot ar moderniem teleskopiem.

Tomēr joprojām nav zināmas atbildes uz daudziem jautājumiem par to, kā plazma un magnētiskie lauki mijiedarbojas, lai sildītu koronu un radītu signālraķetes. Arvien labāku novērojumu, ļoti sarežģītu datoru modeļu - mana izpētes lauka - un kritisko teorētisko sasniegumu kombinācija turpina uzlabot mūsu spēju izskaidrot, kāpēc saule un galu galā Zemes kosmosa vide ir tāda, kāda tā ir.

Sapludināšanas izmantošana

Magnetizētās plazmas turbulences process nav raksturīgs tikai saulei. Tam ir vienlīdz svarīga loma galaktiku, saules un zvaigžņu vēju veidošanā, kā arī tam, kas var kļūt par vienu no plazmas fizikas lielākajiem lietojumiem sabiedrībā: kontrolētu kodolsintēzes enerģiju.

Kopš Amerikas Savienotajām Valstīm pirms 65 gadiem uz salas Klusajā okeānā pirmo reizi tika pārbaudīta ūdeņraža bumba - pakāpeniskas saplūšanas ierīce, zinātnieki ir sapņojuši kontrolētā veidā izmantot to pašu saplūšanas enerģiju, kas arī darbina saules kodolu. mierīgiem mērķiem. Mūsdienās ASV un visā pasaulē tiek izmantotas vairākas kodolsintēzes reaktora koncepcijas kā drošāku alternatīvu atomelektrostacijām.

Lielākā daļa šo jēdzienu paļaujas uz spēju saplūst saplūšanas plazmu magnētiskajos laukos. Viens no panākumu atslēgas elementiem būs iemācīties izmantot dabas mācības, lai gan sildītu, gan kontrolētu plazmu, tādā pašā veidā, ka plazma tiek daudz uzkarsēta un sakārtota precīzi definētās struktūrās - daudz plašākā mērogā. saules koronā.

Turpinot plazmas fizikas meklējumus

Dabas izpēte no plazmas fizikas viedokļa ļauj mums pārskatīt Visuma darbības pamatus un to, ko mēs domājam saprotam, tādējādi sekmējot tehnoloģiju attīstību.

21. augustā kopējais Saules aptumsums paies garām, pavadot līdz 2 minūtēm un 40 sekundēm katrā skatu laukumā un šķērsojot valsti aptuveni 90 minūtēs. Pēc tam daudzi skatītāji noņems aptumsuma brilles, ievietos fotoattēlus sociālajos plašsaziņas līdzekļos un virzīsies tālāk. [NASA kopējās Saules aptumsuma kartes (fotoattēli)]

Tomēr daudziem plazmas fiziķiem, piemēram, man un maniem kolēģiem, tā būs īpaša diena. Zinātnieki būs apkopojuši jaunu, stabilu datu kopu par koronu, un mēs visi būsim spēruši vēl vienu soli, lai pilnīgāk izprastu šo matērijas pamat stāvokli un tā vietu Visumā.

Sekojiet visiem ekspertu balsu jautājumiem un debatēm - un kļūstiet par diskusijas daļu - Facebook, Twitter un Google+. Paustie uzskati ir autora viedokļi, un tie ne vienmēr atspoguļo izdevēja uzskatus.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kā Satelīti Varētu Dot Spēku Nākotnei
Kā Satelīti Varētu Dot Spēku Nākotnei

Zeme Sāka Pārstrādāt Garoza 3 Miljardus Gadu Atpakaļ
Zeme Sāka Pārstrādāt Garoza 3 Miljardus Gadu Atpakaļ

Zinātne Ziņas


Grāmata Stāsta 18. Gadsimta Ķirurģijas Šausmas
Grāmata Stāsta 18. Gadsimta Ķirurģijas Šausmas

Harija Potera Sniegotā Pūce: Ne Tikai Burvjiem
Harija Potera Sniegotā Pūce: Ne Tikai Burvjiem

Neandertāliešu “Ģimene”, Iespējams, Upuris Kanibāla Uzbrukumam
Neandertāliešu “Ģimene”, Iespējams, Upuris Kanibāla Uzbrukumam

Nasa Milzu Raķete Dziļa Kosmosa Ceļojumiem Iziet Galveno Pārskatu
Nasa Milzu Raķete Dziļa Kosmosa Ceļojumiem Iziet Galveno Pārskatu

Šis “Fosilā” Tīrā Ūdeņraža Gāzes Mākonis Varētu Būt Lielā Sprādziena Laika Kapsula
Šis “Fosilā” Tīrā Ūdeņraža Gāzes Mākonis Varētu Būt Lielā Sprādziena Laika Kapsula


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com