Открытие в астрофизике: мельчайшие магнитные колебания могут менять плазму
Ученые из Южной Кореи впервые на практике показали, что крошечные колебания в плазме могут вызывать перестройки в гораздо большем масштабе. Это открытие объединяет исследования в области термоядерной энергетики и астрофизики и приближает человечество к более глубокому пониманию природы Вселенной и созданию новых технологий.
Эксперименты проводились в Сеульском национальном университете совместно с Азиатско-Тихоокеанским центром теоретической физики. В ходе работы в плазму ввели электронный пучок, который вызвал локальную турбулентность. Она привела к магнитному пересоединению — процессу, при котором энергия магнитного поля мгновенно превращается в тепло и начинается ускорение частиц. Исследователи впервые зафиксировали, как такие малые возмущения запускают цепочку явлений, меняющих структуру плазмы в целом.
Для проверки результатов команда использовала суперкомпьютер KAIROS в Институте термоядерной энергетики Кореи. Результаты компьютерного моделирования с высокой детализацией совпали с тем, что получили при лабораторных наблюдениях, что подтвердило реальность многомасштабной связи. До этого подобные процессы оставались только гипотезой на бумаге.
Плазма — это ионизированный газ, где атомные ядра и электроны движутся свободно. Она возникает при температурах в миллионы °С — именно в таком состоянии материя существует в звездах. В перспективе плазма станет основой для управляемого термоядерного синтеза, где ядра будут сливаться, выделяя огромные объемы энергии. Умение контролировать ее поведение критически важно, ведь от этого зависит, появится ли у человечества безопасный источник энергии, способный заменить традиционные электростанции.
Магнитное пересоединение играет огромную роль и за пределами лабораторий. Оно вызывает солнечные вспышки, бури в магнитосфере Земли и другие явления, которые могут выводить из строя спутники, влиять на радиосвязь и даже на энергосистемы. Новое открытие позволяет глубже понять, как такие процессы зарождаются.
Работа корейских ученых показывает, что даже микроскопическая нестабильность влияет на гигантские структуры. Теперь у науки есть экспериментальное доказательство того, что теоретические представления о многомасштабных взаимодействиях верны. Исследование опубликовано в журнале Nature, оно станет базисом для дальнейших достижений в области энергетики и космических исследований.
Ранее мы писали о том, что ученые разгадали 50-летнюю загадку Солнца.
