Plasmaforskere oprettet usynlige, klyngende 'whistlers' i et laboratorium

Pin
Send
Share
Send

Der er en slags radiobølge, der banker sig rundt i Jorden, der banker rundt i elektroner i plasmafelterne i løse ioner, der omgiver vores planet og sender mærkelige toner til radiodetektorer. Det kaldes en "fløjter". Og nu har forskere observeret udbrud som dette mere detaljeret end nogensinde før.

Whistlers, typisk oprettet under visse lynnedslag, rejser normalt langs Jordens magnetfeltlinjer. Mennesker opdagede dem først for mere end et århundrede siden takket være deres evne til at lave en "fløjtende" lyd (virkelig mere som en spøgelsesindspilning af laserudsprængninger i en "Star Wars" -film), når de blev hentet af en radiomodtager. I går (14. august) rapporterede forskere fra University of California, Los Angeles, at de har produceret fløjter i et plasma - en meget elektrisk aktiv, vanskeligt at kontrollere, gaslignende stofstilstand - i deres laboratorium, og observerede deres former.

Da forskere studerede fløjter i fortiden, stole de typisk på data fra en håndfuld bredt anbragte radiomodtagere fordelt over hele planeten. Den slags data er nyttig, men er også ufuldstændig. Det fortæller forskerne kun så meget om, hvordan bølgerne dannes, hvordan de er formet, og hvordan forskellige slags magnetiske felt i omgivelserne påvirker dem. (Opdagelser af fløjtere i nærheden af ​​Jupiter allerede i 1979 var også det første bevis, som videnskabsmænd havde, at kæmpeplaneten har lyn storme som dem på Jorden.)

I denne mindre skala kunne forskerne kontrollere både magnetfeltlinjerne i plasmaet og fløjterne selv, som de skabte med en magnetisk enhed.

"Vores laboratorieeksperimenter afslører tredimensionelle bølgeegenskaber på måder, der simpelthen ikke kan opnås fra observationer i rummet," sagde Reiner Stenzel, en medforfatter af papiret og en professor ved UCLA. "Dette gjorde det muligt for os at studere kontinuerlige bølger såvel som bølgenes vækst og forfald med fantastiske detaljer. Dette frembragte uventede opdagelser af bølrefleksioner og af."

Forskerne viste, at whistlers ikke nødvendigvis hopper og reflekterer inden i magnetiske felter, som fysikere måske forventer, ofte efter at have fulgt magnetfelter i stedet for at sprænge magnetiske forhindringer. Whistlers, forskerne fandt, er mindre udsat for indflydelse fra eksterne kilder til magnetisk energi end forskerne forventede, og de kan trænge ind i magnetiske regioner, som teorier antyder, at de kunne være uovervindelige for bølgefronterne.

Det betyder, at forskere nu ved mere om, hvordan man former en whistler end nogensinde før. Og det viser sig at være en meget stor aftale: Tilbage i 2014 foreslog et team af italienske forskere, at whistlerbølger kunne bruges som drivkraften for en plasma-thruster til at drive et håndværk gennem rummet takket være deres evne til at skubbe på materien . En plasma-thruster af denne art ville i teorien kræve meget lidt brændstofmasse for at skubbe et rumfartøj med i store hastigheder.

Men hvis en sådan maskine vil arbejde, skrev forskerne, vil forskere først have brug for undersøgelser som denne for at forstå whistlers godt nok til at bruge dem.

Pin
Send
Share
Send