stringtranslate.com

плазмоид

Естественный плазмоид, образующийся в околоземном магнитосферном хвосте в результате магнитного пересоединения

Плазмоид — это когерентная структура плазмы и магнитных полей . Плазмоиды были предложены для объяснения таких природных явлений, как шаровая молния , [1] [2] магнитные пузыри в магнитосфере , [3] и объекты в кометных хвостах, [4] в солнечном ветре, [5] [6] в солнечной атмосфере, [7] и в гелиосферном токовом слое . Плазмоиды, полученные в лабораторных условиях, включают конфигурации с обращенным полем , сферомаки и в плотных плазменных фокусах .

Слово «плазмоид» было придумано в 1956 году Уинстоном Х. Бостиком (1916-1991) для обозначения «плазменно-магнитной сущности»: [8]

Плазма испускается не в виде аморфного сгустка, а в форме тора . Мы позволим себе назвать эту тороидальную структуру плазмоидом, словом, которое означает плазменно-магнитную сущность. Слово плазмоид будет использоваться как общее название для всех плазменно-магнитных сущностей.

Характеристики плазмоида

Бостик написал: [8]

Плазмоиды, по-видимому, являются плазменными цилиндрами, вытянутыми в направлении магнитного поля. Плазмоиды обладают измеримым магнитным моментом, измеримой поступательной скоростью, поперечным электрическим полем и измеримым размером. Плазмоиды могут взаимодействовать друг с другом, по-видимому, отражаясь друг от друга. Их орбиты также можно заставить искривиться по направлению друг к другу. Плазмоиды можно заставить закручиваться по спирали до остановки, если спроецировать их в газ под давлением около 10−3 мм рт. ст. Плазмоиды также можно заставить разбивать друг друга на фрагменты. Существуют некоторые скудные доказательства в поддержку гипотезы о том, что они подвергаются делению и обладают спином.

Плазмоид имеет внутреннее давление, обусловленное как газовым давлением плазмы, так и магнитным давлением поля. Для поддержания приблизительно статического радиуса плазмоида это давление должно быть уравновешено внешним ограничивающим давлением. Например, в вакууме без поля плазмоид будет быстро расширяться и рассеиваться.

Плазмоиды образовывались в разрядах с локальной напряженностью магнитного поля порядка 16 000 Тесла. [9]

Космические приложения

Бостик продолжил применять свою теорию плазмоидов к астрофизическим явлениям. В своей статье 1958 года [10] он применил преобразования подобия плазмы к парам плазмоидов, выстреливаемых из плазменной пушки ( устройства фокусировки плотной плазмы ), которые взаимодействуют таким образом, чтобы имитировать раннюю модель формирования галактик. [11] [12]

Сноски

  1. ^ Силберг, Пол А. (ноябрь 1962 г.). «Шаровая молния и плазмоиды». Журнал геофизических исследований . 67 (12): 4941–4942. Bibcode : 1962JGR....67.4941S. doi : 10.1029/JZ067i012p04941.
  2. ^ Фрайдей, DM; Бротон, PB; Ли, TA; Шутц, GA; Бетц, JN; Линдсей, CM (3 октября 2013 г.). «Дальнейшее понимание природы плазмоидов атмосферного давления, похожих на шаровую молнию». Журнал физической химии A. 117 ( 39): 9931–40. Bibcode : 2013JPCA..117.9931F. doi : 10.1021/jp400001y. PMID  23767686.
  3. ↑ Хонес, Э. У., младший, «Магнитохвост — его генерация и рассеивание», (1976) Физика солнечно-планетной среды ; Труды Международного симпозиума по солнечно-земной физике , Боулдер, Колорадо, 7–18 июня 1976 г. Том 2.
  4. ^ Roosen, RG; Brandt, JC, "Возможное обнаружение сталкивающихся плазмоидов в хвосте кометы Когоутека" (1976), Study of Comets , Proceedings of IAU Colloq. 25, состоявшейся в Гринбелте, Мэриленд, 28 октября - 1 ноября 1974 г. Под редакцией BD Donn, M. Mumma, W. Jackson, M. A'Hearn и R. Harrington. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства SP 393, 1976., стр. 378
  5. ^ Лемэр, Дж.; Рот, М. (1981). «Различия между плазмоидами солнечного ветра и идеальными магнитогидродинамическими нитями». Планетная и космическая наука . 29 (8): 843–849. Bibcode : 1981P&SS...29..843L. doi : 10.1016/0032-0633(81)90075-1.
  6. ^ Ван, С.; Ли, Л.С.; Вэй, Ч.К.; Акасофу, С.-И., Механизм образования плазмоидов и изгибных волн в гелиосферном токовом слое (1988) Физика Солнца (ISSN 0038-0938), т. 117, № 1, 1988, стр. 157-169.
  7. ^ Каргилл, П. Дж.; Пнейман, Г. В., «Энергетический баланс плазмоидов в солнечной атмосфере» (1986), Astrophysical Journal , часть 1 (ISSN 0004-637X), т. 307, 15 августа 1986 г., стр. 820-825.
  8. ^ ab Bostick, Winston H (1956). «Экспериментальное исследование ионизированной материи, проецируемой через магнитное поле». Physical Review . 104 (2): 292–299. Bibcode : 1956PhRv..104..292B. doi : 10.1103/physrev.104.292.
  9. ^ «Теоретический анализ концепции электронного спирального тороида» (PDF) .
  10. ^ Бостик, Уинстон Х., «Возможное гидромагнитное моделирование космических явлений в лаборатории» (1958) Космическая газодинамика , Труды симпозиума МАС № 8. Под редакцией Иоганнеса Мартинуса Бюргерса и Ричарда Нельсона Томаса. Международный астрономический союз. Симпозиум № 8, стр. 1090
  11. ↑ У. Л. Лоуренс, «Физик создает вселенную в пробирке», New York Times , стр. 1, 12 декабря 1956 г.
  12. ^ Бостик, У. Х., «Какие плазменные структуры, созданные в лабораторных условиях, могут способствовать пониманию космических структур как больших, так и малых» (1986) Труды IEEE по плазменному естествознанию (ISSN 0093-3813), т. PS-14, декабрь 1986 г., стр. 703-717.

Ссылки

Внешние ссылки