Физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе использовали звуковые волны для создания сферического гравитационного поля и моделирования конвекции плазмы, влияющей на него. Это поможет лучше исследовать космическую погоду и воссоздавать в экспериментах на Земле сложную физику звезд.
Конвекции при движении горячего газа под действием гравитационноподобной акустической силы в сферическом стеклянном сосуде. Изображение: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.
Раскаленная плазма, формирующая звезду, находится в постоянном движении. По мере приближения к поверхности она охлаждается и начинает движение вглубь к ядру, чтобы снова нагреться. В результате формируются конвекционные потоки, которые в свою очередь генерируют магнитное поле.
Чтобы создать свою модель физики заполнили сферическую стеклянную оболочку шириной 3 см газообразной серой и нагрели газ в центре до 4 000 °С с помощью микроволнового излучения. Звуковые волны внутри шара действовали подобно силе тяжести, ограничивая движение горячего газа. При этом акустическая сила, сформированная внутри такой модели в тысячу раз превышает силу гравитации на поверхности Земли. Это значит, что во всех экспериментах именно акустическая гравитация будет управлять поведением модели.
Конвекционные потоки акустической гравитации внутри модели. Видео: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.
Видеозаписи сферы во время экспериментов показывают сложное движение газа после включения акустической силы. Исследователи идентифицировали это движение как конвективный поток, движимый газом, нагревающимся вблизи центра. Они идентичны тому, что происходит на газообразной планете-гиганте или звезде. Горячие сгустки газа в модели «поднимаются на поверхность», образуя яркие шлейфы.
Способность контролировать и манипулировать плазмой таким образом, чтобы моделировать конвекцию, поможет ученым понять и предсказать, как солнечная погода влияет на космические корабли и системы спутниковой связи, отмечают ученые.
Читать далее:
Гигантское солнечное пятно поворачивается к Земле. Его видно невооруженным взглядом
Посмотрите, как летает безлопастный самолет. Его скорость превышает 900 км/ч
Млечный Путь оказался аномально большим для своей галактической нити
