Экзотическая материя обнаружена в солнечной атмосфере
Ученые из Ирландии и Франции объявили о новом значительном открытии о том, как материя ведет себя в экстремальных условиях солнечной атмосферы.
Ученые использовали большие радиотелескопы и ультрафиолетовые камеры на космическом корабле НАСА, чтобы лучше понять экзотическое, но плохо понимаемое «четвертое состояние вещества». Этот вопрос, известный как плазма, может стать ключом к созданию безопасных, чистых и эффективных генераторов ядерной энергии на Земле. Ученые опубликовали свои выводы в ведущем международном журнале Nature Communications.
Большая часть материи, с которой мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, имеет форму твердого тела, жидкости или газа, но большая часть Вселенной состоит из плазмы - крайне нестабильной и электрически заряженной жидкости. Солнце также состоит из этой плазмы.
Несмотря на то, что плазма является самой распространенной формой материи во Вселенной, она остается загадкой, в основном из-за ее нехватки в естественных условиях на Земле, что затрудняет ее изучение. Специальные лаборатории на Земле воссоздают экстремальные условия космоса для этой цели, но Солнце представляет собой полностью естественную лабораторию для изучения поведения плазмы в условиях, которые часто слишком экстремальны для созданных вручную наземных лабораторий.
Докторант из Тринити-колледжа в Дублине и Дублинского института перспективных исследований (DIAS), доктор Эоин Карли, руководил международным сотрудничеством. Он сказал: «Солнечная атмосфера является очагом экстремальной активности: температура плазмы превышает 1 миллион градусов Цельсия, а частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света. Частицы со скоростью света ярко светятся на радиоволнах, поэтому мы можем точно контролировать поведение плазмы с помощью больших радиотелескопов ".
«Мы тесно сотрудничали с учеными Парижской обсерватории и проводили наблюдения Солнца с помощью большого радиотелескопа, расположенного в Нанчай в центральной Франции. Мы объединили радионаблюдения с ультрафиолетовыми камерами на космическом корабле НАСА« Solar Dynamics Observatory », чтобы показать, что плазма на Солнце часто может излучать радио-свет, который пульсирует, как маяк. Мы знали об этой деятельности десятилетиями, но наше использование космического и наземного оборудования позволило нам впервые изобразить радиоимпульсы и точно увидеть, как плазма стать нестабильным в солнечной атмосфере ".
Изучение поведения плазмы на Солнце позволяет сравнить их поведение на Земле, где в настоящее время предпринимаются большие усилия для создания термоядерных термоядерных реакторов. Это генераторы ядерной энергии, которые намного безопаснее, чище и эффективнее, чем их кузены из реактора деления, которые мы сегодня используем для производства энергии.
Профессор DIAS и сотрудник проекта Питер Галлахер (Peter Gallagher) сказал: «Ядерный синтез - это другой тип генерирования ядерной энергии, который объединяет атомы плазмы, в отличие от их разделения, как деление. Процесс синтеза более стабилен и безопасен, и это не требует высокорадиоактивного топлива; фактически большая часть отходов, полученных в результате термоядерного синтеза, представляет собой инертный гелий ".
«Единственная проблема заключается в том, что ядерная термоядерная плазма очень нестабильна. Как только плазма начинает генерировать энергию, некоторые естественные процессы отключают реакцию. Хотя такое поведение отключения похоже на неотъемлемое безопасное переключение - термоядерные реакторы не могут образовывать побочные реакции. - это также означает, что плазму трудно поддерживать в стабильном состоянии для выработки энергии. Изучая, как плазма становится нестабильной на Солнце, мы можем узнать о том, как управлять ими на Земле ».
Успех этого исследования стал возможен благодаря тесным связям между исследователями из Тринити, DIAS, и их французскими сотрудниками.
Доктор Николь Вилмер, ведущий сотрудник проекта в Париже, сказала: «Парижская обсерватория имеет давнюю историю радионаблюдения Солнца, начиная с 1950-х годов. Объединившись с другими радиоастрономическими группами по всей Европе, мы можем сделать такие принципиально новые открытия и продолжить успех, который мы имеем в области солнечной радиоастрономии во Франции. Это также укрепляет научное сотрудничество между Францией и Ирландией, которое, я надеюсь, продолжится в будущем ».
Доктор Карли ранее работал в Парижской обсерватории, финансируемой стипендией, присуждаемой Ирландским исследовательским советом и Европейской комиссией. Сегодня он продолжает тесно сотрудничать со своими французскими коллегами и надеется в ближайшее время изучить те же явления, используя как французские инструменты, так и новейшее современное оборудование в Ирландии.
Доктор Карли добавил: «Сотрудничество с французскими учеными продолжается, и мы уже делаем успехи с новыми радиотелескопами, построенными в Ирландии, такими как Ирландский низкочастотный массив (I-LOFAR). I-LOFAR можно использовать для обнаружения новой плазмы». физика на Солнце гораздо более подробно, чем раньше, рассказывает нам о том, как материя ведет себя в обеих плазмах на Солнце, здесь, на Земле и во всей Вселенной в целом ".
Работа финансировалась Ирландским исследовательским советом.