×
 

плазма

Аппарат Metis впервые снял турбулентность плазмы в Солнце

© ESA/NASA

Солнце влияет на всё в нашей системе, и не только благодаря свету, дарящему жизнь, но и благодаря потокам плазмы, которые бесконечно высвобождаются и превращаются в солнечный ветер. Последний окутан множеством загадок, поэтому стремление астрофизиков узнать больше о его природе вполне понятно. Вот и учёные из Италии создали новый инструмент для изучения Солнца под названием Metis — это коронограф на борту Solar Orbiter Европейского космического агентства.

Metis тщательно изучает наше светило, и вскоре он сменит свою орбитальную плоскость, чтобы впервые посмотреть на полюс Солнца. Коронограф собирает информацию, блокируя свет от солнечного диска и показывая разреженную солнечную корону. Высокое разрешение позволяет аппарату видеть Солнце во всех подробностях и фиксировать быстрые изменения плазмы.

12 октября 2022 года Metis сделал важные снимки, показывающие турбулентность в солнечной короне, когда он пролетал на расстоянии 43,4 миллионов километров от Солнца. Наложенные на другие наблюдения в крайнем ультрафиолете, эти снимки вместе показывают захватывающую картину. Турбулентное движение солнечного ветра продолжается по мере того, как плазма движется от Солнца в межпланетное пространство: это уникальная особенность светила, влияющая на всю систему.

Результат этой съёмки раскрывает важнейшие механизмы высвобождения солнечного ветра, существование которых никогда ранее не фиксировалось. Турбулетное движение влияет на то, как солнечный ветер нагревается, ускоряется и взаимодействует с атмосферами и магнитными полями планет. Для Земли, в частности, понимание солнечного ветра является критическим важным, если мы хотим точно прогнозировать космическую погоду, которая влияет на все спутники и зонды.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Студент собрал за четыре недели термоядерный реактор в спальне

© Худхайфа Назурдин

Предприимчивый студент Худхайфа Назурдин из канадского Университета Ватерлоо решил сделать свой собственный термоядерный реактор при помощи 3D-принтера, запчастей и нейросети. Маленькую конструкцию размером с письменный стол помог собрать искусственный интеллект Claude, которому изобретатель скормил технические описания своего проекта.

Студент подробно описал процесс сборки в своём блоге, где он всё старательно документировал для многочисленной аудитории. Недостающие компоненты Назурдин купил в обыкновенных магазинах, а друзья помогли ему собрать всё воедино.

При помощи вакуумной системы студент устранил все утечки в реакторе.
При помощи вакуумной системы студент устранил все утечки в реакторе.© Худхайфа Назурдин

Чтобы запитать свою конструкцию, изобретатель подключил трансформатор неоновой вывески мощностью 12 кВ, тем самым получив стабильный источник энергии. Поскольку для получения термоядерного синтеза необходим вакуум, чтобы уменьшить столкновение с фоновыми частицами, студент выкачал кислород из реактора при помощи простого насоса. По его собственным словам, именно устранение утечек заняло у него больше всего времени.

Нейросеть же довела весь проект до ума, фактически поэтапно наставляя Назурдина в процессе всей работы. В итоге после испытаний студент получил давление 25 микрон, благодаря чему на четвертой неделе у него появилась готовая плазма. К сожалению, термоядерного синтеза так и не случилось, однако масштаб проделанной работы в рамках сотрудничества человека и нейросети всё равно впечатляет.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Получено первое удивительное изображение сверхзвуковой плазмы

© James R. Beattie

Австралийские учёные решили посмотреть, что будет, если смоделировать движение хаотичной плазмы на суперкомпьютере SuperMUC-NG, кторый стоит в центре Лейбница в Германии. Итогом стало самое детальное изображение потоков сверхзвуковой плазмы, которая плывёт по нашей Вселенной и создаёт сложный хоровод вихревых магнитных полей.

Эти потрясающие кадры похожи на работу божественного абстракциониста. Хаотичная плазматическая природа повсеместно распространена во Вселенной и принимает самые разные формы, — например, форму солнечного ветра или даже целой галактики. Как и в атмосфере Земли, эти огромные облака испытывают турбулентность, меняя скорость формирования звёзд или магнитные поля.

Плотность газа и структура тока плазмы, снятые при моделировании турбулентности.
Плотность газа и структура тока плазмы, снятые при моделировании турбулентности.© James R. Beattie

Сама природа плазмы — это чистый хаос, который сочетается на самых разных скоростях, поэтому математически предсказать поведение плазмы очень сложно, а у обычного компьютера на это уйдёт около 10 000 лет. Однако суперкомпьютер может это сделать быстро, если грамотно спроектировать симуляцию. Поэтому исследователи задали параметры виртуальной сетке размером 10 000 кубов, потом заполнили сетку плазмой и начали перемешивать её, создавая турбулентность.

На первом срезе симуляции можно детально рассмотреть сложную структуру плазмы. Верхняя половина изображения выше показывает плотность заряда: красные области соответствуют высокой плотности, синие — низкой, а в нижней половине то же распределение газа изображено жёлтыми и зелёными цветами. Белые же линии обозначают контуры результирующих силовых линий магнитного поля.

Магнитогидродинамический генератор демонстрирует разрывы в сверхзвуковой плазме, появляющиеся от ударных волн.
Магнитогидродинамический генератор демонстрирует разрывы в сверхзвуковой плазме, появляющиеся от ударных волн.© James R. Beattie

Это моделирование удивило исследователей своим неожиданным результатом и раскрыло нам много секретов плазмы. Так, учёные узнали, что движение магнитных полей плазмы не распространяется на мелкие масштабы, в отличие от турбулентности жидкости в чашке. Смешивания в больших и малых масштабах дают совершенно разные результаты, и это позволяет нам лучше понять, как устроена наша прекрасная Вселенная.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

На видео сняли самую крупную солнечную вспышку за полвека

© Shutterstock

После недели массивных солнечных бурь учёные зафиксировали самую большую вспышку на Солнце за последние полвека. Потрясающий видеоролик, который сняла Солнечная динамическая обсерватория NASA, демонстрирует момент колоссального взрыва, отправившего целые шлейфы плазмы в космос. Этот взрыв радиации был не только самым сильным с начала солнечного цикла в 2019 году, но и наиболее массивным за прошедшие пятьдесят лет.

На записи хорошо видно, как плазменные всплески закручиваются по мере нарастания энергии. Захваченные магнитными полями, раскалённые потоки в результате взорвались на западной стороне Солнца, — излучение получилось таким мощным, что даже нарушило работу специализированных камер NASA. Этот взрыв был классифицирован как вспышка класса X8.7, затмив все вспышки прошлой недели, которые достигли лишь X2.2.

Благодаря тому, что выброс плазмы произошёл за западным горизонтом Солнца, наша Земля смогла защититься от радиоактивного взрыва. Любители красивых зрелищ, впрочем, будут расстроены, поскольку из-за этого ожидать полярных сияний не стоит. Однако вспышка определённо повлияет на технику, а вчера этот выброс уже привёл к сбоям в работе GPS-спутников по всему миру.

Метеорологические бюро прогнозируют, что в ближайшие несколько дней на Землю могут обрушиться удары от двух других солнечных извержений, однако основные корональные выбросы массы не дойдут до нашей планеты. Крупнейшее солнечное пятно, ответственное за солнечные бури на прошлой неделе и эту грандиозную вспышку, повернуто от Земли, поэтому люди могут вздохнуть спокойно. Впрочем, поскольку Солнце находится на пике своего 11-летнего цикла активности, в ближайшем будущем стоит ожидать появления новых взрывов.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Австралийские учёные научились лечить раны холодной плазмой

© Depositphotos

Исследователи из Университета Южной Австралии создали новую технологию специально для диабетиков, страдающих от хронических ран. Диабетическая стопа — это распространённая проблема, а у 60% пациентов язвы ног инфицируются, в результате чего люди даже могут потерять конечность. В настоящее время такие раны лечат повязками, пропитанными антимикробным серебром, однако учёные придумали гидрогель, активируемый ионизированным газом холодной плазмы. Такой метод намного безопаснее и эффективнее серебра.

Ранее врачи уже пробовали использовать холодную плазму для заживления ран, однако эта процедура не идеальна, поскольку не всегда удавалось добиться снижения бактериальной нагрузки. Новый гидрогель содержит поливиниловый спирт, который обладает отличными биосовместимыми свойствами. Сперва гидрогель поместили над алюминиевой пластиной и обработали струей гелиевой плазмы для выработки активных форм кислорода и азота, тем самым заставив его набухнуть.

Затем обработанные плазмой гидрогели инкубировали в течение трёх часов для изучения высвобождения перекиси водорода (H2O2) и закиси азота (NO2-). Оказалось, что заземление гидрогеля во время плазменной обработки значительно увеличило выработку H2O2, а это существенно усилило антибактериальные свойства препарата.

Так, в ходе экспериментов in vitro гидрогель оказался весьма эффективным в контроле роста E. coli и P. aeruginosa, — это самые распространённые бактерии, которые присутствуют в диабетических язвах. Однако создатели гидрогеля упирают на то, что эту технологию можно использовать для лечения любых хронических ран. Поэтому теперь исследователи планируют приступить к клиническим испытаниям, чтобы применить свойства плазмы против опухолей.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Разработан плазменный замораживающий луч для работы в космосе

© Tom Cogill

Группа ученых из Университета Вирджинии создала плазменный «замораживающий луч», который может охлаждать электронику в космическом вакууме. Обычно первая ассоциация с плазмой — это нагрев, поскольку температура этих ионизированных газов может во много раз превышать температуру Солнца, однако этот эффект обладает некоторыми неожиданными свойствами.

Одним из них является то, что, когда плазма генерируется впервые, она может взаимодействовать с другими материалами, оказывая охлаждающий, а не нагревающий эффект. Поток энергии импульсной плазмы создаёт эффект испарения молекул воды и углекислого газа, взаимодействуя с поверхностью физически, химически и электромагнитно.

Плазменная струя сделана из гелия, который создает фиолетовое свечение.
Плазменная струя сделана из гелия, который создает фиолетовое свечение. © Tom Cogill

В итоге поверхность быстро охлаждается на десятки градусов, причём этот эффект до сих пор не был описан в существующей литературе. Учёным пришлось самостоятельно разбираться в том, что произошло, когда они впервые увидели охлаждающий эффект плазмы.

Этот эффект может быть очень полезен в космосе, где нет воды или воздуха, которые обычно участвуют в охлаждении компонентов. Вместо этого электроника обычно установлена на металлической пластине, которая отводит тепло к радиаторам. Однако в будущем можно было бы использовать роботизированную руку с датчиками, которая может обнаруживать горячие точки в схемах и охлаждать их порывом плазмы. Именно этим команда займётся в дальнейшем, поскольку она уже получила гранты на создание прототипа.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−

 

Крошечные плазменные струи оказались источником солнечного ветра

© ESA/NASA/Solar Orbiter

Солнце постоянно испускает поток частиц, который известен нам как солнечный ветер, хотя до сих пор происхождение этого явления оставалось неясным. Однако благодаря космическому кораблю Solar Orbiter, который кружит вокруг светила с 2020 года, мы получили новые снимки сверхвысокого разрешения, которые позволили обнаружить крошечные солнечные струи плазмы.

Эти маленькие струи выбрасываются из Солнца с большой скоростью и длятся от 20 до 100 секунд, расширяя и выводя плазму через тёмные пятна, которые называются корональными дырами. Благодаря ультрафиолетовому сканеру Solar Orbiter, команда из института Макса Планка (Германия) смогла увидеть струи в корональной дыре, расположенной на Южном полюсе звезды.

Судя по всему, эти мощные потоки находятся повсюду и испускают частицы со скоростью 100 километров в секунду, причём участвуют даже неактивные корональные дыры. Затем магнитные свойства Солнца заставляют плазму из этих струй улетучиваться в космическое пространство, создавая знаменитый солнечный ветер.

Что наиболее удивительно, раньше считалось, что какое бы явление ни питало солнечный ветер, оно должно быть постоянным. Однако на Солнце достаточно этих крошечных струй, и хотя каждая из них активна максимум около минуты, вместе они могут составлять всю плазму солнечного ветра. Впрочем, для более точного описания находки астрономам не хватило данных, поэтому теперь они ожидают, когда Solar Orbiter сделает снимки с другого ракурса.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0−