太陽大氣中等離子體奇特行為揭示

時間:2019-05-28

  科技日報北京5月27日電 (記者劉霞)據物理學家組織網近日報道,愛爾蘭和法國科學家表示,他們首次使用太空和地面設備,對太陽大氣中的等離子體發出的無線電脈衝進行成像,對等離子體在極端條件下的行為有了更多瞭解,這有助於在地球上開發更安全、清潔和高效的核聚變反應堆。

  我們日常生活中遇到的大部分物質都是固體、液體或氣體,但宇宙間最多的是等離子體,太陽也由等離子體組成。

  儘管是宇宙中最常見的物質形式,但等離子體仍然是個謎——這主要由於它在地球上非常罕見,人們很難研究它。而太陽是一個全天然實驗室,有助科學家更好地研究等離子體在極端環境下的行為。

  都柏林聖三一學院和都柏林高等研究院(DIAS)的博士後研究員艾琳⋅卡利領導了這一國際合作研究。他解釋說:“太陽大氣是極端活動的溫床,其中等離子體的溫度超過100萬攝氏度,粒子的行進速度接近光速。光速粒子發出明亮的無線電,所以我們能用大型射電望遠鏡準確監測等離子體的表現。”

  研究人員用法國的大型射電望遠鏡對太陽進行了觀測。然後,他們將無線電觀測結果與美國國家航空航天局(NASA)的太陽動力觀測臺上的紫外線攝像機提供的觀測結果結合起來,證明太陽上的等離子體可以發出無線電光。這是他們首次使用太空和地面設備對等離子體發出的無線電脈衝進行成像,並準確瞭解等離子體在太陽大氣層中如何變得不穩定。

  研究人員稱,研究等離子體在太陽上的行為,可以與它們在地球上的表現進行對比。科學家目前正著手建造磁約束核聚變反應堆,比我們目前用的核裂變反應堆更安全、更清潔、更高效。

  DIAS教授和該項目合作者彼得⋅蓋勒說:“唯一的問題是,核聚變等離子體極不穩定,等離子體很難保持在穩定的能量生產狀態。通過研究等離子體在太陽上如何變得不穩定,我們可以瞭解如何在地球上控制它們。”

  總編輯圈點

  等離子體,神祕又普遍。它是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態,佔宇宙物質總量的99%以上。我們熟悉的太陽,可以說是一個天然的等離子體物理實驗室。在太陽內部,也一直髮生著核聚變,源源不斷釋放能量。等離子體的研究非常複雜。這次,人類瞭解到等離子體在太陽大氣中如何變得不穩定。當然,我們最想知道的是,如何能讓等離子保持穩定的能量生產狀態,從而實現可控核聚變的夢想。要解答這個問題,恐怕還得繼續向宇宙求索。

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