Ученые воспроизвести динамику за астрофизическая потрясений

Высокоэнергетические ударные волны, подгоняемые солнечными вспышками и корональными выбросами плазмы с Солнца вспыхивают по всей Солнечной системе, развязав магнитных космических бурь, которые могут повредить спутники, нарушить связь и плотные электросетей на Земле. Также вождение с высокой энергией волн солнечного ветра с плазменным, которая постоянно течет от солнца и буфеты магнитное поле защитной Земли.

Теперь эксперименты водить исследователями на Министерстве энергетики Лаборатория (ДОУ) Принстоне физики плазмы США (в данном законе О госзакупках) в Принстонском центре Гелиофизике впервые воспроизвели процесс за источником таких потрясений. Результаты преодоления разрыва между лабораторной и космических наблюдений и способствуют пониманию того, как работает Вселенная.

Резких скачков

Эксперименты, результаты которых опубликованы в письма в ЖЭТФ, показать, как взаимодействие плазма-состояние материи, состоящий из свободных электронов и ядер атомов, или ионов, которые могут вызвать резких скачков давления плазмы и магнитного поля сила, которая может разогнать частицы до скорости, близкой к скорости света. Такие потрясения «бесстолкновительной», потому что они формируются в результате взаимодействия волн и частиц в плазме, а не за счет столкновений между собой частиц.

Исследования производили измерение полного преддверии потрясений. «Прямое измерение-это элегантный способ, чтобы увидеть, как частицы движутся и взаимодействуют», — сказал физик Дерек Шеффер в данном законе О госзакупках и Принстонского университета, который возглавлял исследование. «Наше исследование показывает, что мы можем использовать мощный диагностический для изучения движения частиц, которые приводят к потрясениям».

Исследования, проведенные на лазерной установке Омега в Университете Рочестера, произведенный лазерным приводом плазмы — называется «поршень» плазма-что расширяется со сверхзвуковой скоростью более миллиона миль в час через уже существующие внешней плазмы. Расширение ускоренных ионов в окружающей плазмы до скоростей примерно в полмиллиона миль в час, имитируя Предтечи в бесстолкновительной потрясений, которые происходят в космосе.

Исследования развивались в несколько этапов:

• Во-первых, создание поршень плазмы воспроизведено сверхзвуковой плазмы, которые образуют в космическом пространстве. Поршень вел себя, как снегоуборочная машина, выметать ионов в окружающей плазмы, встроенные в магнитном поле.
• Как стало стреловидным больше этих ионов, они образовали барьер, который держал поршень действовать дальше. «После того, как вы свалили достаточно снега, шок отделяет от поршня,» Шеффер сказал.
• Задержанный поршень передал формирования удара с высокой степенью сжатия замагниченной плазмы, которые привели к внезапной бесстолкновительной прыгать.

Исследователи использовали диагностические называют Томпсон рассеяния для отслеживания этих изменений. Диагностика обнаруживает лазерного света, рассеянного от электронов в плазме, позволяющих измерять температуру и плотность электронов и скорость протекающих ионов. Результаты, авторы пишут, показывают, что лабораторные эксперименты помогают исследовать поведение частиц плазмы в бесстолкновительном астрофизических предвестником потрясений, «и могут дополнять, а в некоторых случаях преодолеть ограничения подобных измерений, осуществляемых миссий космических аппаратов».

Конечная цель

Пока эти исследования воспроизвели процесс, который оттеняет потрясений, конечная цель заключается в измерении ударного ускорения самих частиц. Для этого шага, сказал Шеффер, «та же диагностика может быть использована после того как мы развиваем способности к достаточно сильным ударам. В качестве бонуса,» он добавляет, «этот диагностический аналогично тому, как измерять космические движения частиц в космических потрясений, так и будущие результаты могут непосредственно сравниваться.»