چرخاندن میدان مغناطیسی شدید پلاسما فشرده سازی

یک چرخش جدید در مغناطیسی فشرده سازی محیط می تواند به بهبود مواد, علم, همجوشی هسته ای, پژوهش, X-ray نسل و آزمایشگاه فیزیک نجومی تحقیقات رهبری در دانشگاه میشیگان نشان می دهد.

این مطالعه نشان می دهد که فصل بهار و به شکل میدان مغناطیسی باعث کاهش میزان پلاسما که ورقه بین میدان مغناطیسی خطوط.

شناخته شده به عنوان حالت چهارم ماده پلاسما یک گاز بسیار داغ است که الکترون تبدیل رایگان از اتم های خود را. محققان با استفاده از مغناطیسی فشرده سازی به مطالعه شدید پلاسما متحده است که در آن چگالی بالا به اندازه کافی برای مکانیک کوانتومی اثرات مهم می شوند. چنین متحده رخ می دهد به طور طبیعی در داخل ستاره ها و گاز سیاره های غول پیکر به دلیل فشرده سازی از گرانش است.

این گروه تحقیقاتی به رهبری رایان مک براید یک دانشیار دانشکده مهندسی هسته ای و علوم رادیولوژی در U-M, آزمون راه برای رسیدن به کشورهای مانند این imploding پلاسما سیلندر با میدان مغناطیسی. این سیلندر تمایل به شکستن در یک “سوسیس لینک” مد هنگامی که میدان مغناطیسی می یابد کوچک divots در سیلندر سطح و کاهش آنها. (اصطلاح فنی است “سوسیس و بی ثباتی است.”)

“آن را مانند تلاش برای فشار چوب از کره نرم را با دست خود گفت:” مک براید. “کره squishes بین انگشتان دست خود را.”

کره را در مک براید را مقایسه پلاسما و انگشتان میدان مغناطیسی خطوط. گروه خود را نگاه برای یک راه برای نگه داشتن میدان مغناطیسی از حفر به عیوب در سیلندر به جای ایجاد زمینه برای فشار بیشتر به صورت یکنواخت بر روی سیلندر سطح بیرونی. آنها این کار را با چرخاندن میدان مغناطیسی به یک مارپیچ که بهار و مانند شکل و با تغییر زاویه ای که مارپیچ فشرده در پلاسما سیلندر. این ساخته شده آن را سخت تر برای میدان مغناطیسی به تکه — در این زمینه نقل مکان کرد و در بسیاری از divots به جای فشار به هر یک divot برای بیش از حد طولانی است.

ترین پیچ مغناطیسی تنظیمات آزمایش در این آزمایش کاهش طول فرار پلاسما شاخکهای در حدود 70 ٪ است. پژوهش انجام شد با همکاری Sandia National Laboratories و آزمایشگاه پلاسما مطالعات انجام شده در دانشگاه کرنل.

این تیم تغییر شکل میدان مغناطیسی با تغییر راه که جریان الکتریکی — بیش از 1 میلیون آمپر — فرار از طریق فشرده سازی دستگاه. جریان الکتریکی به طور معمول اجرا می شود تا از طریق سیلندر مرکزی است که به فشرده شود و سپس به پایین از طریق مستقیم “بازگشت زمان” ستون های اطراف سیلندر مرکزی. این تولید یک استوانه میدان مغناطیسی که در اطراف سیلندر مرکزی. برای تبدیل استوانه زمینه به یک مارپیچ تیم twisted بازگشت-زمان در اطراف ستون مرکزی سیلندر. مرکزی سیلندر شروع می شود به عنوان یک فویل فلزی اما این جریان الکتریکی به سرعت تبدیل فلز به پلاسما. آنها زد آزمایش بر روی کرنل پرتو تحقیقات Accelerator.

“طراحی بازگشت زمان ساختارهای جالب بود عمل تعادل” گفت: Paul Campbell نویسنده اول روی کاغذ و یک دانشجوی دکترای مهندسی هسته ای و علوم رادیولوژی در U-M. “ما مطمئن بودیم ما حتی می تواند این ساختار ماشین اما خوشبختانه metal 3D printing پیشرفته است به اندازه کافی دور است که ما قادر به دریافت آنها چاپ شده به جای.”

کمپبل توضیح داد که این سازه ها بیشتر پیچ خورده, کمتر, زمان اجرا می شود از طریق آنها را ستون کرده بود قرار می گیرد و نزدیک به imploding پلاسما را جبران کند. در همان زمان آنها نیاز به شکاف در ساختار به طوری که آنها می توانید ببینید آنچه که قرار بود با انفجار.

در خط با تکرار این شرایط در داخل ستاره های مغناطیسی فشرده سازی یک روش برای فشرده سازی گداخت هسته ای سوخت — به طور معمول انواع هیدروژن — به مطالعه فرآیندهای است که قدرت ستاره. این تکنیک همچنین می تواند تولید قدرتمند X-ray bursts و اختر فیزیک شبیه سازی پدیده های مانند پلاسما جت در نزدیکی سیاه چاله ها.

یک مقاله در این پژوهش “ثبات بوش implosions از طریق پویا پیچ تنگنا” پذیرفته شده است توسط مجله Physical Review Letters. این پژوهش نیز برجسته خواهد شد در یک دعوت بحث در کنفرانس سالانه انجمن فیزیک آمریکا را تقسیم فیزیک پلاسما در نوامبر سال 2020 است.

مطالعه بودجه توسط بنیاد ملی علوم و وزارت انرژی است. نظرات یافته ها و نتیجه گیری و یا توصیه های بیان شده کسانی هستند که از نویسندگان بوده و لزوما منعکس کننده دیدگاه ها از بنیاد ملی علوم و یا وزارت انرژی است.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه میشیگان. Original نوشته شده توسط کیت McAlpine. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im