علماء فيزيائيون يصنعون كرة نارية متوهجة بواسطة مغناطيس وغرفة بلازما

 

تمكن الباحثون من توليد “توهج شبيه بالكرة النارية في الهيكل” ساطع داخل غرفة بلازما، عن طريق وضع شريط مغناطيسي ثنائي القطب منتظم بالقرب من سطح الكاثود، وهذا التوهج يختلف في السطوع إعتماداً على كيفية وضعهم للمغناطيس.

وفقاً لفريق معهد ساها للفيزياء النووية في الهند، فإن التوهج ناتج من زيادة التأين في غرفة البلازما، ويرجع ذلك إلى الطريقة التي تنعزل بها الالكترونات بواسطة المجال المغناطيسي بالقرب من سطح الكاثود السالب الشحنة.

وأجرى العلماء سابقاً مجموعة من الأبحاث حول كيفية تفاعل المغناطيسية مع البلازما، بإستخدام غرف كهذه، لكن في معظم الأحيان هذهِ التجارب تتضمن مغناطيس موجود داخل الغرفة، وهذا يعني أنَّ الإختلاف في قوة المجال المغناطيسي لا يظهر عادةً.

ومن خلال وضع مغناطيس متحرك في أماكن مختلفة خارج الغرفة، فإن ذلك يُظهر تأثير مختلف للمجال المغناطيسي.

يقول الباحث بانكاج كومار شو (Pankaj Kumar Shaw): “على الرغم من استعمال لوح مغناطيسي في التجارب، إلا أن التركيز كان على قياس عوامل توازن البلازما مثل الكثافة والإمكانية وقياسات التذبذب الأخرى.”

“حسب رأينا، فإن هذا هو أول عمل في التحقيق في الظواهر الديناميكية غير الخطية للتقلبات تحت المجال المغناطيسي الثنائي القطب.”

عندما يتم إدخال حقل مغناطيسي في البلازما، فإن ذلك يؤدي إلى تذبذب في حالة البلازما، فتصبح أقل استجابة وأكثر إضطراباً مع زيادة قوة المجال المغناطيسي.

في حين عَلِمَ العلماء عن هذا الإضطراب مسبقاً، وجد الباحثون أن الإنتقال من الإستجابة إلى الاضطراب في البلازما يعكس ما يسمى بمدة “مضاعفة التشعب” (doubling bifurcation)، وهي معادلة رياضية تفسر كيف يمكن للأنظمة أن تتكرر بنمط التضاعف إستجابةً للتغيرات في البارامترات.

يقول شو :” بعد تسلسل معين من الإستجابة إلى الإضطراب بواسطة فترة مضاعفة غير متوقعة.”

“تغيير مكان المغناطيس غير قوة المجال المغناطيسي من G1 إلى 10G, هذا التغير الملحوظ في النوع المنخفض من المجال المغناطيسي كان مفاجىء.”

بجانب تأثير الكرة النارية الرائعة، قد تكون النتائج ذات فائدة نظرية لباحثين آخرين في مجال البلازما في الوقت الحالي، لكن الفريق يعتقد بأن هذه النتائج يمكن أن تؤثر مستقبلاً على دراسة كيفية تأثير الشذوذ المغناطيسي على الرياح الشمسية مع المجسمات الكوكبية.

إن هذا اكاديمي جداً، لكن أيضاً يمكن أن تكون له تداعيات هائلة على استكشاف الفضاء في المستقبل والإستعمار في نظامنا الشمسي – خصوصاً وأن وكالة ناسا (NASA) قد أشارت إلى أنها تريد دراسة إمكانيات إطلاق حقل مغناطيسي عملاق لجعل كوكب المريخ صالح للسكن.

والفكرة هي : أنه على مر العصور المجرية، قد يكون الكوكب الأحمر قد فقد جوّه الغني الوحيد، والذي تم تجريده بواسطة جسيمات عالية الطاقة من الشمس.

إن فهم المزيد من المعلومات عن البلازما والمجالات المغناطيسية وكيفية عملهما معاً، قد تكون خطوة حيوية في تعلم كيفية إستعادة جو المريخ، من خلال إعادة المجال المغناطيسي الخاص بالكوكب الأحمر.

بالطبع، أن ما نخبرك به اليوم عن هذا الاكتشاف يعتبر قفزة عملاقة – لكن هذا كلهُ جزء من العلم المتصل بالناس.

كرة مضيئة صغيرة واحدة قد تساعد في حل مشكلة واحدة أكبر منها.

نُشِرت النتائج في مجلة فيزياء البلازما.

 

 

 

 

 

 

ترجمة : Jazmin Al-Kazzaz

 تدقيق لغوي : Inst.Zainab Hashim

تصميم: Tabarek A. Abdulabbas

المصدر: هنا