Магнитные поля плазмы и эффект Бирмана

Магнитные поля плазмы и эффект Бирмана

Магнитные силы действуют в области Вселенной, начиная от окружения планет и заканчивая газами, заполняющими галактики. Образованию таких сил способствует явление, именуемое — эффект батареи Бирмана. Между тем учёным Принстонской Лаборатории Физики Плазмы Калифорнийского университета энергетики США удалось обнаружить кроме генерации магнитных полей, их разрушение. Получили уникальное открытие — магнитное повторное соединение.

Эффект батареи Бирмана

Эффект батареи Бирмана, возможное начало магнитных полей, пронизывающих Вселенную. Этот эффект образуется внутри плазмы (материи, включающей свободные электроны и атомные ядра) при условии температурных смещений плазмы.

Вершины таких плазм обычно нагреты больше, чем днища. Степень плотности одной стороны больше, чем другой. Такой дисбаланс образует электродвижущую силу, и как следствие — генерацию тока. Соответственно, наблюдается образование магнитных полей. Этот процесс открыт в 1950 году Людвигом Бирманом, немецким астрофизиком.

Новые результаты исследований, проведённых при помощи компьютерного моделирования, показали интересный момент. Выявили неизвестную прежде роль эффекта Бирмана, способствующую пониманию повторных соединений.

Повторное соединение — разрыв и насильственное переподключение линий магнитного поля внутри плазмы. Эффект приводит к появлению знакомых явлений:

  • северного сияния,
  • солнечных вспышек,
  • геомагнитных космических штормов,

от влияния которых нарушается работа электронных и электрических сетей на Земле.

Бирман-опосредованное магнитное переподключение

Эксперименты (в виде моделирования) проводились на территории Китая. В частности, изучалась плазменная составляющая с высокой энергией при экстремальном давлении. Например, плазма внутри ядра Земли.

Экспериментаторы использовали лазеры для разрыва пары пузырьков плазмы цельнометаллической мишени. Трехмерным моделированием плазмы прослеживалось расширение пузырей и полей, создаваемых эффектом Бирмана. Отслеживались столкновения полей, результатом которых явилось создание так называемого переподключения.

Моделирование показало рост температуры по линиям повторного соединения поля, чем отменялась роль эффекта Бирмана. По причине температурного всплеска, эффект Бирмана уничтожал созданные магнитные линии полей, разрезая подобно ножницам.

Затем «нарезанные» поля вновь подключались к потоку от исходной точки повторного соединения. Это была впервые полученная симуляция, показывающая, что существует Бирман-опосредованное магнитное переподключение. Процесс никогда прежде не зафиксированный.


При помощи информации: PPPL