06:49
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cum și-a primit universul câmpul magnetic

_ Cum universul și-a primit câmpul magnetic

Când privim în spațiu, toate obiectele astrofizice pe care le vedem sunt încorporate în câmpuri magnetice. Acest lucru este adevărat nu numai în vecinătatea stelelor și planetelor, ci și în spațiul profund dintre galaxii și clustere galactice. Aceste câmpuri sunt slabe – de obicei mult mai slabe decât cele ale unui magnet de frigider – dar sunt semnificative din punct de vedere dinamic, în sensul că au efecte profunde asupra dinamicii universului. În ciuda deceniilor de interes intens și de cercetare, originea acestor câmpuri magnetice cosmice rămâne unul dintre cele mai profunde mistere din cosmologie.

În cercetările anterioare, oamenii de știință au ajuns să înțeleagă cum turbulența, mișcarea de agitare comună fluidelor din toate tipurile, ar putea amplifica câmpurile magnetice preexistente prin așa-numitul proces dinam. Dar această descoperire remarcabilă doar a împins misterul cu un pas mai adânc. Dacă un dinam turbulent ar putea doar amplifica un câmp existent, de unde a venit câmpul magnetic „sămânță” în primul rând?

Nu am avea un răspuns complet și auto-consecvent la originea astrofizicii. câmpuri magnetice până când am înțeles cum au apărut câmpurile de semințe. Noua lucrare realizată de studentul absolvent al MIT Muni Zhou, consilierul ei Nuno Loureiro, profesor de știință nucleară și inginerie la MIT și colegii de la Universitatea Princeton și de la Universitatea Colorado din Boulder oferă un răspuns care arată procesele de bază care generează un câmp de la o stare complet nemagnetizată până la punctul în care este suficient de puternic pentru ca mecanismul dinamului să preia și să amplifice câmpul la mărimile pe care le observăm.

Câmpurile magnetice sunt peste tot

În mod natural câmpurile magnetice care apar sunt văzute peste tot în univers. Ele au fost observate pentru prima dată pe Pământ cu mii de ani în urmă, prin interacțiunea lor cu minerale magnetizate, cum ar fi piatra, și folosite pentru navigație cu mult înainte ca oamenii să înțeleagă natura sau originea lor. Magnetismul asupra soarelui a fost descoperit la începutul secolului al XX-lea prin efectele sale asupra spectrului luminii emise de soare. De atunci, telescoape mai puternice care priveau adânc în spațiu au descoperit că câmpurile erau omniprezente.

Și în timp ce oamenii de știință au învățat de mult cum să producă și să folosească magneți permanenți și electromagneți, care aveau tot felul de aplicații practice, originile câmpurilor magnetice din univers au rămas un mister. Lucrările recente au oferit o parte a răspunsului, dar multe aspecte ale acestei întrebări sunt încă în dezbatere.

Amplificarea câmpurilor magnetice — efectul dinam

Oamenii de știință au început să se gândească la această problemă luând în considerare modul în care câmpurile electrice și magnetice au fost produse în laborator. Când conductorii, cum ar fi firul de cupru, se mișcă în câmpuri magnetice, se creează câmpuri electrice. Aceste câmpuri, sau tensiuni, pot conduce apoi curenți electrici. Așa se produce energia electrică pe care o folosim zilnic. Prin acest proces de inducție, generatoarele mari sau „dinamo” transformă energia mecanică în energia electromagnetică care alimentează casele și birourile noastre. O caracteristică cheie a dinamurilor este că au nevoie de câmpuri magnetice pentru a funcționa.

Dar în univers, nu există fire evidente sau structuri mari de oțel, așa că cum apar câmpurile? Progresul în această problemă a început cu aproximativ un secol în urmă, când oamenii de știință s-au gândit la sursa câmpului magnetic al Pământului. Până atunci, studiile de propagare a undelor seismice au arătat că o mare parte a Pământului, sub straturile de suprafață mai reci ale mantalei, era lichidă și că exista un miez compus din nichel și fier topit. Cercetătorii au teoretizat că mișcarea convectivă a acestui lichid fierbinte conductiv electric și rotația Pământului s-au combinat într-un fel pentru a genera câmpul Pământului.

În cele din urmă, au apărut modele care au arătat cum mișcarea convectivă ar putea amplifica un câmp existent. Acesta este un exemplu de „auto-organizare” – o caracteristică des întâlnită în sistemele dinamice complexe – în care structurile la scară mare cresc spontan din dinamica la scară mică. Dar la fel ca într-o centrală electrică, aveai nevoie de un câmp magnetic pentru a crea un câmp magnetic.

Un proces similar este în lucru în tot universul. Cu toate acestea, în stele și galaxii și în spațiul dintre ele, fluidul conducător de electricitate nu este metal topit, ci plasmă - o stare a materiei care există la temperaturi extrem de ridicate în care electronii sunt smulși de atomii lor. Pe Pământ, plasmele pot fi văzute în fulgere sau lumini de neon. Într-un astfel de mediu, efectul dinam poate amplifica un câmp magnetic existent, cu condiția să înceapă la un nivel minim.

Efectuarea primelor câmpuri magnetice

De unde provine acest câmp de semințe? Aici intervine munca recentă a lui Zhou și a colegilor ei, publicată pe 5 mai în PNAS. Zhou a dezvoltat teoria de bază și a efectuat simulări numerice pe supercalculatoare puternice care arată cum poate fi produs câmpul de semințe și ce procese fundamentale sunt la lucru. Un aspect important al plasmei care există între stele și galaxii este că este extraordinar de difuză - de obicei aproximativ o particulă pe metru cub. Aceasta este o situație foarte diferită de interiorul stelelor, unde densitatea particulelor este cu aproximativ 30 de ordine de mărime mai mare. Densitățile scăzute înseamnă că particulele din plasmele cosmologice nu se ciocnesc niciodată, ceea ce are efecte importante asupra comportamentului lor care trebuiau incluse în modelul pe care îl dezvoltau acești cercetători.

Calculele efectuate de cercetătorii MIT au urmărit dinamica. în aceste plasme, care s-au dezvoltat din valuri bine ordonate, dar au devenit turbulente pe măsură ce amplitudinea creștea și interacțiunile au devenit puternic neliniare. Prin includerea efectelor detaliate ale dinamicii plasmei la scară mică asupra proceselor astrofizice macroscopice, ei au demonstrat că primele câmpuri magnetice pot fi produse spontan prin mișcări generice la scară largă, la fel de simple ca fluxurile forfecate. La fel ca în exemplele terestre, energia mecanică a fost convertită în energie magnetică.

Un rezultat important al calculului lor a fost amplitudinea câmpului magnetic generat spontan. Ceea ce a arătat aceasta a fost că amplitudinea câmpului ar putea crește de la zero la un nivel în care plasma este „magnetizată” – adică unde dinamica plasmei este puternic afectată de prezența câmpului. În acest moment, mecanismul tradițional dinam poate prelua și ridica câmpurile la nivelurile care sunt observate. Astfel, munca lor reprezintă un model auto-consistent pentru generarea de câmpuri magnetice la scară cosmologică.

Profesorul Ellen Zweibel de la Universitatea din Wisconsin din Madison notează că „în ciuda deceniilor de progres remarcabil în cosmologie, originea câmpurile magnetice din univers rămâne necunoscută. Este minunat să vedem că teoria de ultimă generație a fizicii plasmei și simularea numerică sunt aplicate acestei probleme fundamentale.”

Zhou și colegii vor continua pentru a-și rafina modelul și a studia transferul de la generarea câmpului de semințe la faza de amplificare a dinamului. O parte importantă a cercetărilor lor viitoare va fi să determine dacă procesul poate funcționa la o scară de timp compatibilă cu observațiile astronomice. Pentru a-i cita pe cercetători, „Această lucrare oferă primul pas în construirea unei noi paradigme pentru înțelegerea magnetogenezei în univers.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice). /), un site popular care acoperă știri despre cercetarea, inovarea și predarea MIT.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Lacey Fletcher a fost văzută ultima dată în public cu 15 ani înainte de moartea ei, dezvăluie vecinii

Vaccinul Moderna Covid este mai probabil să declanșeze inflamația inimii la bărbații tineri și de vârstă mijlocie

Melci uriași care pot crește la fel de mari precum șobolanii pun orașul din Florida în carantină

SUA, 71% NU vor ca el să candideze la realegeri...

Ion Cristoiu: Rebeliunea Legionară sau cum s-a rupt o Coaliţie de guvernare după doar patru luni

_ „ZOOM trageri” viitorul?

O Nouă MIZERIE SCÂRBOASĂ PROGRESISTĂ. Noul serial animat pentru copii de la Disney Baymax! arată un bărbat transsexual cumpărând tampoane de la un supermarket

Strămoșii umani timpurii cu un milion de ani mai bătrâni decât se credea

_ Demi Rose își arată silueta incredibilă într-un costum de baie MINUT negru în timp ce se bucură de o baie în Ibiza

_ Tatăl unui skateboarder olimpic spune că generația Z este tolerantă la o greșeală când vine vorba de sportivii trans

_ NASA consideră că prăbușirea rachetei pe Lună „misterioasă” este extrem de neobișnuită...

_ „Nu spune gay” intră în vigoare. Impactul deja simțit...

_ Acum puteți primi avertizare pentru zgomotul excesiv de la mașină. Noua lege FL va fi aplicată în mod egal?

_ Cazurile de variola a maimuței în Marea Britanie cresc la 1.235, pe măsură ce oficialii din domeniul sănătății lansează un avertisment înainte de parada Mândriei

_ ANM a emis coduri galbene şi portocalii de disconfort termic urmat de vijelii

_ TESLA s-a lovit cu un nou proces pentru abuzuri rasiale...

_ Adele s-a întors în oraș, scrie JAN MOIR din Hyde Park

_ LUNA BITCOIN DIN IAD...

_ BURSĂ CEA MAI RĂU DIN 1970...

_ Mogulii gata să se întâlnească...

_ Ian Garry caută următorul pas în evoluție în confruntarea UFC 276 cu Gabe Green

_ Chrissy Teigen este o mamă incredibil de stilată și își duce copiii la o fermă englezească

_ Cazurile de variolă a maimuței se triplează în Europa în 2 săptămâni...

_ Amanda Bynes iese în Los Angeles cu inelul de logodnă pe deget la două luni după ceartă

_ Deputaţii REPER au semnat sesizarea CCR pe legea avertizorului de integritate

_ America pompează bani în Ucraina. SUA aprobă al 14-lea pachet de asistenţă de securitate

_ Inventatorul de telefoane mobile: Lasă jos, „obține o viață”...

_ Consumul de energie din Texas va dobori recorduri săptăm�na viitoare, pe măsură ce valul de căldură revine...

_ EVALUAREA JUCĂTORILOR: Faletau a fost imens, dar Lewis a avut o perioadă dificilă, deoarece Țara Galilor a suferit o înfrângere agonizantă

_ Gazda CNN albă eșuată spune că Clarence Thomas nu este cu adevărat negru pentru că nu merge la jocurile NBA

_ Lindsay Lohan SE CASĂTORĂ pe frumusețea Bader Shammas, așa cum îl numește „soțul ei”

_ Sun Valley: Când jeturile private transportă miliardari în orașul mic din Idaho...

_ Într-un nou interviu, Francisc spune că a deveni papă l-a făcut mai puțin rigid, mai milos...

_ Chinezii cumpără o fermă lângă baza de drone a forțelor aeriene americane...

_ Calificarea pentru Marele Premiu al Marii Britanii - F1 LIVE: Actualizări în timp ce Lewis Hamilton luptă pe terenul de acasă

_ Kievul se pregăteşte să-şi redeschidă şcolile. Cursuri despre cum trebuie să reacţioneze elevii şi profesorii în caz de raid aerian

_ Shelley Craft dezvăluie concurenții din noul sezon The Block: Tree Change VA respecta termenele limită

_ Marea Britanie atinge 1.235...

_ Hailey Bieber își dezvăluie abdomenul în tricou și pantaloni scurți în timp ce este în Beverly Hills

_ S-a căsătorit la prima vedere cu Olivia Frazer la Mayfair Townhouse din Londra

_ În interiorul lui Stephanopoulos, cearta lui Roberts după ce se pretinde agresiunea sexuală...

_ Iubita lui Ioan Gruffudd, Bianca, își bate joc de fosta soție Alice Evans într-o clipă bizară pe fondul despărțirii explozive

_ Nantucket Estate Cererea de 56 de milioane de dolari ar putea stabili un record...

_ Părinții unei femei autiste din Louisiana au insistat că a fost decizia ei să rămână pe canapea

_ Echipa Statelor Unite ale Americii se distra pentru o victorie confortabilă din Seria Icons asupra Restului Lumii

_ Everton confirmă semnarea lui James Tarkowski la un transfer gratuit

_ Wimbledon 2022 LIVE: Katie Boulter eliminată, Coco Gauff și Rafael Nadal în acțiune - scoruri și actualizări

_ Băncile vor fi obligate să ramburseze TOATE victimele fraudei online, conform noilor legi

_ „E bine să te miști”: seniorii din Groenlanda joacă mingea

_ Sergio Garcia s-a lansat într-un dezvăluire EXPLOZIV de vestiar sub marca DP World Tour „***”

_ ACTUALIZARE: APLICAȚIA DRUDGE IPHONE, IPAD...

_ Hayley Atwell se spune că se întâlnește cu un producător muzical după despărțirea raportată de Tom Cruise

_ Ajla Tomljanovic urlă în optimile de finală la Wimbledon după ce a învins-o pe cap de serie nr. 13, Barbora Krejcikova

_ Știri despre transferuri ÎN DIRECT: Chelsea este pasionată de Nathan Ake și Oleksandr Zinchenko, precum și de Raheem Sterling

_ Momentul în care starul rusesc de hochei pe gheață este înrolat cu forța în armata lui Putin după ce a semnat un contract NHL de 1,1 milioane de dolari

_ Shanna Moakler se bucură de câteva injecții de tequila, în timp ce fostul Travis Barker este internat din cauza pancreatitei

_ Wimbledon 2022 LIVE: Katie Boulter, Coco Gauff și Rafael Nadal în acțiune - scoruri și actualizări

_ Huddersfield Town și Derby County se luptă pentru a semna fostul mijlocaș de la Aston Villa, Conor Hourihane

_ În interiorul baby shower al lui Noni Janur

_ Prințul Harry povestește cum copiii lui, Archie și Lilibet îi amintesc de Diana „în fiecare zi”


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16

Nr. de articole la aceasta sectiune: 908, afisate in 16 pagini.



ieri 07:21