بررسی جریان انرژی در پلاسما با کمک بزرگترین شبیه سازی کامپیوتری
سی دی دریا: یک پژوهشگر آمریکایی با کمک بزرگترین شبیه سازی کامپیوتری که تا حالا در نوع خود انجام شده، جریان انرژی را در پلاسما بررسی نموده است.
به گزارش سی دی دریا به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، پژوهشگران یک پروسه گرمایش پنهان را کشف کرده اند که می تواند توضیح دهد چگونه تاج خورشیدی که خورشید را احاطه کرده است، می تواند بسیار داغ تر از سطح خورشید باشد.
این پروسه که در «آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون»(PPPL) وابسته به «وزارت انرژی آمریکا» (DOE) کشف شد، می تواند حل کردن معماهای اخترفیزیکی مانند شکل گیری ستاره ها، منشاء میدان های مغناطیسی بزرگ در کیهان و توانایی پیش بینی رویدادهای آب و هوایی که می توانند خدمات تلفن همراه را مختل کنند و شبکه های برق روی زمین را خاموش کنند، بهبود ببخشد. درک پروسه گرمایش، پیامدهایی را نیز برای تحقیقات همجوشی دارد.
«چوانفی دانگ»(Chuanfei Dong)، فیزیکدان لابراتوار فیزیک پلاسما پرینستون و «دانشگاه پرینستون»(Princeton University) اظهار داشت که این پروسه را با ۲۰۰ میلیون ساعت کار کامپیوتری برای بزرگترین شبیه سازی جهان در نوع خود آشکار کرده است.
وی ادامه داد: شبیه سازی عددی مستقیم ما، اولین موردی است که شناسایی واضح این مکانیسم گرمایش را در فضای سه بعدی ارائه می کند. تجهیزات تلسکوپ ها و فضاپیماهای فعلی ممکنست وضوح کافی را برای شناسایی فرآیندی که در مقیاس های کوچک رخ می دهد، نداشته باشند.
عنصر پنهان، فرآیندی به نام اتصال مجدد مغناطیسی است که میدان های مغناطیسی پلاسما را جدا و با خشونت باردیگر به هم متصل می کند. پلاسما حاوی الکترون ها و هسته های اتمی است که جو خورشید را می سازند. شبیه سازی دانگ نشان داد که اتصال مجدد و سریع خطوط میدان مغناطیسی چگونه انرژی آشفته در مقیاس بزرگ را به انرژی داخلی کوچک تبدیل می کند. در نتیجه، انرژی متلاطم بطور مؤثری به انرژی حرارتی در مقیاس های کوچک تبدیل می شود و تاج را فوق العاده گرم می کند.
دانگ افزود: به ریختن خامه در قهوه فکر کنید. قطره های خامه به سرعت به حلقه ها و منحنی های باریک تبدیل می شوند. میدان های مغناطیسی نیز بطور مشابه صفحات نازکی از جریان الکتریکی را می سازند که به سبب اتصال مجدد مغناطیسی شکسته می شوند. این فرایند، آبشار انرژی را از مقیاس بزرگ به مقیاس کوچک می رساند و این پروسه را در تاج خورشیدی آشفته، کارآمدتر از آنچه قبلا تصور می شد، می کند.
وی ادامه داد: وقتی پروسه اتصال مجدد کند و آبشار متلاطم سریع است، اتصال مجدد نمی تواند بر انتقال انرژی در مقیاس ها تأثیر بگذارد اما زمانی که اتصال مجدد به اندازه ای سریع می شود که از سرعت آبشاری سنتی فراتر می رود، می تواند آبشار را بطور مؤثرتری به سمت مقیاس های کوچک حرکت دهد.
۲۰۰ میلیون ساعت!
«آمیتاوا باتاچارجی»(Amitava Bhattacharjee)، استاد علوم ستاره شناسی دانشگاه پرینستون و ناظر این پژوهش اظهار داشت: دانگ بزرگترین شبیه سازی تلاطم را در نوع خود انجام داده که بیش از ۲۰۰ میلیون واحد پردازش مرکزی را در بخش «ابررایانه پیشرفته ناسا»(NAS) به خود مختص کرده است. این آزمایش عددی برای اولین بار، شواهد غیرقابل انکاری را در مورد یک مکانیسم پیش بینی شده نظریه برای محدوده ای از آبشار انرژی آشفته که قبلا کشف نشده بود، تولید کرد.
وی ادامه داد: مقاله دانگ، برنامه محاسباتی پژوهش پیشین او را که در مجله «Physical Review Letters» به چاپ رسیده بود، تکمیل می کند.
تأثیر این یافته های جدید را می توان با فضاپیماها و تلسکوپ های فعلی و آینده بررسی کرد. این مقاله نشان میدهد که درک پروسه انتقال انرژی، برای حل کردن اسرار کلیدی کیهانی بسیار اهمیت دارد.
این پژوهش، در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب