參考消息網(wǎng)10月23日?qǐng)?bào)道：美媒稱，從圍繞行星的磁場(chǎng)到填滿星系的氣體，磁力貫穿整個(gè)宇宙，而且可以通過(guò)一種名為“比爾曼電池效應(yīng)”的現(xiàn)象產(chǎn)生。

現(xiàn)在，美國(guó)能源部普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（PPPL）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象不僅能夠創(chuàng)造磁場(chǎng)，還能夠切斷磁場(chǎng)，引發(fā)磁重聯(lián)——這是一項(xiàng)了不起的驚人發(fā)現(xiàn)。

據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站10月19日?qǐng)?bào)道，比爾曼電池效應(yīng)可能是人們這個(gè)宇宙中無(wú)處不在的磁場(chǎng)的一個(gè)來(lái)源。這種效應(yīng)產(chǎn)生于溫度和密度不一致的等離子體——一種由自由電子和原子核構(gòu)成的物質(zhì)形態(tài)。這種等離子體的頂部可能比底部熱，左側(cè)的密度可能比右側(cè)高。這種不一致造成了一種電動(dòng)勢(shì)，它能夠產(chǎn)生電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場(chǎng)。這一過(guò)程以1950年發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的德國(guó)天體物理學(xué)家路德維希·比爾曼的名字命名。

報(bào)道稱，這項(xiàng)新研究成果通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬揭示了比爾曼電池效應(yīng)此前不為人知的一個(gè)作用，有助于增強(qiáng)人們對(duì)于磁重聯(lián)的理解。磁重聯(lián)是指等離子體中的磁場(chǎng)線在被快速切斷后以激烈的方式重聯(lián)，它產(chǎn)生了北極光、太陽(yáng)耀斑以及能夠擾亂地球上手機(jī)信號(hào)和電網(wǎng)的地磁暴。

美國(guó)《物理評(píng)論快報(bào)》周刊上的一篇論文描述了這一過(guò)程，該論文的第一作者是PPPL等離子體物理學(xué)項(xiàng)目研究生杰克遜·馬泰烏奇。他說(shuō)，這一研究結(jié)果“為在實(shí)驗(yàn)室復(fù)制在天體物理等離子體中觀察到的重聯(lián)現(xiàn)象提供了一個(gè)新平臺(tái)”。這篇論文的共同作者包括馬泰烏奇的論文導(dǎo)師、就職于PPPL的威爾·?？怂?，PPPL理論部負(fù)責(zé)人阿米塔瓦·巴塔查爾吉，以及其他實(shí)驗(yàn)室的研究人員。

報(bào)道稱，這種模擬以中國(guó)研究人員已經(jīng)發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為模板，后者研究了高能量密度等離子體——這種物質(zhì)處于極端壓力之下，例如存在于地核中。這些實(shí)驗(yàn)——PPPL沒(méi)有參與——使用激光攻擊一個(gè)固體金屬目標(biāo)中的一對(duì)等離子體泡。對(duì)這種三維等離子體的模擬實(shí)驗(yàn)跟蹤了這些泡的擴(kuò)張和比爾曼電池效應(yīng)創(chuàng)造的磁場(chǎng)，還跟蹤了這些磁場(chǎng)的碰撞以及隨之產(chǎn)生的磁重聯(lián)。

這種模擬顯示，重聯(lián)的磁場(chǎng)線溫度激增，逆轉(zhuǎn)了創(chuàng)造出這些磁場(chǎng)線的比爾曼電池效應(yīng)的作用。由于溫度激增，比爾曼電池效應(yīng)摧毀了它自己創(chuàng)造的磁場(chǎng)線，像剪刀剪斷橡皮筋一樣將其切斷。被切斷的磁場(chǎng)在遠(yuǎn)離最初重聯(lián)點(diǎn)的下游處再次重聯(lián)。馬泰烏奇說(shuō)：“這是第一個(gè)顯示由比爾曼電池效應(yīng)促成磁重聯(lián)的模擬實(shí)驗(yàn)。這一過(guò)程此前不為人知。”

報(bào)道還稱，模擬高能量密度實(shí)驗(yàn)需要跟蹤數(shù)以十億計(jì)的離子和電子的互動(dòng)以及它們與這種運(yùn)動(dòng)所創(chuàng)造的電磁場(chǎng)之間的互動(dòng)，這種模擬被稱為三維動(dòng)力學(xué)模擬。研究人員利用能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“泰坦”超級(jí)計(jì)算機(jī)展開了這些模擬實(shí)驗(yàn)。

本文摘自：參考消息網(wǎng)