科學(xué)家們在陽光下的大氣中發(fā)現(xiàn)異國情調(diào)

來自愛爾蘭和法國的科學(xué)家今天宣布了一項關(guān)于物質(zhì)如何在太陽大氣極端條件下表現(xiàn)的重大新發(fā)現(xiàn)。

科學(xué)家們在NASA宇宙飛船上使用大型射電望遠鏡和紫外線攝像機來更好地了解這種充滿異國情調(diào)但又知之甚少的“第四物質(zhì)狀態(tài)”。這個問題被稱為等離子體，可以成為在地球上開發(fā)安全，清潔和高效核能發(fā)電機的關(guān)鍵?？茖W(xué)家公布了他們的研究結(jié)果在國際領(lǐng)先的雜志自然傳播。

我們在日常生活中遇到的大部分問題都是固體，液體或氣體，但宇宙的大部分都是由等離子體組成的 - 一種高度不穩(wěn)定和帶電的液體。太陽也是由這種等離子體組成的。

盡管是宇宙中最常見的物質(zhì)形式，等離子體仍然是一個謎，主要是由于它在地球上的自然條件稀缺，這使得它難以研究。地球上的特殊實驗室為此目的重建了極端的空間條件，但是太陽代表了一個全天然的實驗室，研究等離子體在人工構(gòu)建的地球?qū)嶒炇彝ǔ＿^于極端的條件下的行為。

都柏林圣三一學(xué)院和都柏林高等研究院(DIAS)的博士后研究員Eoin Carley博士領(lǐng)導(dǎo)了國際合作。他說：“太陽大氣是極端活動的溫床，等離子體溫度超過100萬攝氏度，粒子接近光速。光速粒子在無線電波長處閃耀，所以我們能夠用大型射電望遠鏡準(zhǔn)確監(jiān)測等離子體的表現(xiàn)。“

“我們與巴黎天文臺的科學(xué)家們密切合作，用位于法國中部Nançay的大型射電望遠鏡對太陽進行了觀測。我們將無線電觀測與NASA太空動力觀測臺太空船上的紫外線攝像機結(jié)合起來，以顯示等離子體太陽可以發(fā)出像燈塔一樣發(fā)出脈沖的無線電光。幾十年來我們已經(jīng)了解這項活動，但我們使用空間和地面設(shè)備讓我們第一次對無線電脈沖進行成像，并準(zhǔn)確了解等離子體在太陽大氣層中變得不穩(wěn)定。“

研究等離子體在太陽上的行為可以比較它們在地球上的表現(xiàn)，目前正在努力建立磁約束聚變反應(yīng)堆。這些核能發(fā)電機比我們目前用于能源的裂變反應(yīng)堆表兄弟更安全，更清潔，更有效。

DIAS教授和該項目的合作者Peter Gallagher說：“核聚變是一種不同類型的核能生成，它將等離子體原子融合在一起，而不是像裂變一樣將它們分開。融合更穩(wěn)定，更安全，它不需要高放射性燃料;事實上，融合的大部分廢物都是惰性氦氣。“

“唯一的問題是核聚變等離子體非常不穩(wěn)定。一旦等離子體開始產(chǎn)生能量，一些自然過程就會關(guān)閉反應(yīng)。雖然這種關(guān)閉行為就像一個固有的安全開關(guān) - 聚變反應(yīng)堆不能形成失控反應(yīng) -這也意味著等離子體很難保持穩(wěn)定的能量產(chǎn)生狀態(tài)。通過研究等離子體在太陽上如何變得不穩(wěn)定，我們可以了解如何在地球上控制它們。“

這項研究的成功得益于Trinity，DIAS和他們的法國合作者之間的密切聯(lián)系。

巴黎項目的首席合作者Nicole Vilmer博士說：“巴黎天文臺歷史悠久，可以追溯到20世紀(jì)50年代對太陽進行無線電觀測。通過與歐洲其他射電天文學(xué)團體合作，我們能夠我們在法國的太陽能射電天文學(xué)方面取得了成功，繼續(xù)取得了法國和愛爾蘭之間的科學(xué)合作，我希望將來能繼續(xù)這樣做。“

Carley博士之前曾在巴黎天文臺工作，由愛爾蘭研究理事會和歐洲委員會授予的獎學(xué)金資助。他今天繼續(xù)與法國同事密切合作，并希望盡快使用法國儀器和愛爾蘭最新建的先進設(shè)備研究同樣的現(xiàn)象。

Carley博士補充說：“與法國科學(xué)家的合作正在進行中，我們已經(jīng)在愛爾蘭新建的射電望遠鏡上取得了進展，例如愛爾蘭低頻陣列(I-LOFAR).I-LOFAR可用于發(fā)現(xiàn)新的太陽上的等離子體物理學(xué)比以前更詳細，教我們關(guān)于太陽上的等離子體，地球上和整個宇宙中的物質(zhì)如何表現(xiàn)。“