等離子體科學家在實驗室中創造了看不見的“哨子”

等離子體科學家在實驗室中創造了看不見的“哨子”

從國際空間站拍攝的照片中可以看到雷擊。

有一種無線電波在地球周圍撞擊,撞擊地球周圍鬆散離子的等離子場中的電子,並向無線電探測器發送奇怪的音調。它被稱為"吹口哨"。現在,科學家比以往任何時候都更加詳細地觀察到這樣的爆發。

惠斯勒,在某些雷擊通常創建,通常沿地球磁場線行駛。人類在一個多世紀以前首次發現它們,這要歸功於它們能夠在無線電接收器拾取時發出"吹口哨"的聲音(實際上更像是"星球大戰"電影中激光爆炸的幽靈錄音)。昨天(8月14日),來自加利福尼亞大學洛杉磯分校的研究人員 報告說,他們在他們的實驗室裡用等離子體產生了哨子 - 這是一種高度電離狀態,難以控制,如同像氣體一樣的,並觀察了他們的形狀。

當科學家們過去研究過哨子時,他們通常依賴分佈在全球各地的少數廣泛分佈的無線電接收器的數據。這類數據很有用,但也不完整。它只是告訴研究人員哨子如何產生,它們是如何形成聲波的以及大氣中不同類型的環境磁場如何影響它們。(1979年對木星大氣層附近的哨子的檢測也是科學家們首次證明這顆巨行星的雷電和地球上一樣。)

在這項小規模的研究中,研究人員能夠控制等離子體的磁場線和他們用磁性裝置創建的哨子本身。

"我們的實驗室實驗以無法從太空觀測中獲得的方式揭示哨子的三維波浪特性,"該論文的共同作者和加州大學洛杉磯分校的一位教授Reiner Stenzel在一份聲明中說。"這使我們能夠以驚人的細節研究連續波,以及波浪的增長和衰變。這產生了意想不到的波反射和[其他奇怪的哨聲行為]的發現。"

研究人員發現,哨聲不一定像物理學家所期望的那樣反彈並反射磁場內部,通常是沿著磁場線而不是從磁場障礙物反彈。研究人員發現,哨子受到來自外部磁能源的影響比研究人員預期的要少,並且它們可以穿透理論上認為應該對於波陣面不可破壞的磁性區域。

這意味著科學家現在比以往任何時候都更瞭解如何塑造惠斯勒。事實證明這是一個非常重要的事情:早在2014年,一支意大利研究人員提出,哨聲波可以被用作等離子推進器的驅動力,通過空間驅動飛行器,這要歸功於它們能夠推動物質。理論上,這種等離子推進器只需要非常少的燃料質量就可以用來高速推動航天器。

但是,如果像這樣的機器能夠起作用,研究人員寫道,科學家們首先需要詳盡的研究才能很好地理解並使用哨子。


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