Ученые изучают космические магнитные поля

Недавние исследования показывают, что магнитные поля могут спонтанно возникать в плазме. Это может произойти, если плазма имеет температурную анизотропию - температуру, различную в разных пространственных направлениях. Этот механизм известен как неустойчивость Вейбеля. Это было предсказано теоретиком плазмы Эриком Вейбелем более шести десятилетий назад, но только сейчас ученые смогли наблюдать это в лаборатории.

Новое исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследование показало, что этот процесс может преобразовывать значительную часть энергии, хранящейся в температурной анизотропии, в энергию магнитного поля. Также нестабильность Вейбеля может быть источником магнитных полей, которые пронизывают весь космос. Вещество в нашей наблюдаемой Вселенной находится в плазменном состоянии и намагничено. Магнитные поля на уровне микрогаусс (около миллионной части магнитных полей Земли) пронизывают галактики. Считается, что эти магнитные поля усиливаются слабыми полями за счет спирального движения галактик (галактическое динамо). Как создаются исходные магнитные поля, это давний вопрос в астрофизике.

Новая работа предлагает возможное решение этой проблемы происхождения затравочных магнитных полей микрогауссового уровня. Ученые использовали новую платформу, обладающую большим потенциалом для изучения сверхбыстрой динамики магнитных полей в лабораторной плазме, которая имеет отношение к астрономической физике и физике высокой плотности энергии.

Неустойчивость Вейбеля считается важным механизмом самонамагничивания многих лабораторных и астрофизических плазм. Но ученые столкнулись с двумя проблемами при однозначной демонстрации неустойчивости Вейбеля. Во-первых, до недавнего времени они не могли генерировать плазму с известной температурной анизотропией, как предполагал Вейбель. Во-вторых, у них не было техники для измерения сложной и быстро развивающейся топологии магнитных полей, впоследствии генерируемых в плазме.

Эта работа стала возможной благодаря уникальным возможностям Ускорительного испытательного комплекса, пользовательского объекта Министерства энергетики (DOE) в Брукхейвенской национальной лаборатории, в котором использовалась новая экспериментальная платформа, позволяющая создать водородную плазму с известным сильно анизотропным распределением скоростей электронов с помощью сверхкоротких, но интенсивных лазерных импульсов на углекислом газе.

Ранее Курсор писал, что ученые нашли новый способ разгадать тайны Вселенной. Официально открыт первый детектор темной материи в Южном полушарии.

Курсор сообщал, что в Китае создали самое сильное в мире устойчивое магнитное поле. Китайские ученые установили новый мировой рекорд по самому сильному устойчивому магнитному полю, когда-либо созданному на Земле.

Редакция писала, что физики обнаружили необычную аномалию, которая может перевернуть мир науки.

Наша редакция сообщила о том, что исключительные экзотические факты о внутренней ядре Земли.