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太阳的分形惊喜有助于地球上的融合

点击量:   时间:2017-07-01 13:38:19

作者:Nicola Jenner(图片来源:EFDA-JET /科学图片库)太阳给我们带来了分形惊喜在太阳风中瞥见了意想不到的模式,太阳风是从太阳流出的带电粒子的湍流等离子体它提供了处理地球核聚变反应堆内部等离子体的线索由质子和电子等带电粒子组成,太阳风从太阳流中流过太阳系它的流动是湍流,包含漩涡并以不同的速度在不同的方向上移动据认为,这种湍流类似于流体中的湍流,表现得像混合洋流或使飞机飞行颠簸的气流现在,英国华威大学的桑德拉查普曼和她的同事们利用美国宇航局的双星STEREO太空船研究了太阳风的行为一只飞行在地球围绕太阳运行的轨道内,另一只飞行在它外面,允许该对获得对太阳风行为的独特测量 STEREO透露,当风的粒子运动垂直于太阳的磁场时,它们就像流体一样,部分光滑,被暴力爆发打断 “如果你看到一个平面窗口,你会看到山脉,然后是长长的平原这就是垂直流体湍流的样子,“查普曼说但是当粒子与场线平行移动时,它们表现得非常不同,湍流均匀分布,就像眼睛可以看到的褶皱山脉一样(见图) “这是一种不同的物理学,”查普曼说更重要的是,无论你在一片风中放大或缩小多少,它的行为都是分形的(The Astrophysical Journal Letters,doi.org / skf)雪花,海岸线和最近的黑洞(参见“湍流黑洞生长分形皮肤”)也表现出这种分形行为结果可能有助于控制核聚变反应堆它们以与太阳相同的方式产生能量,通过融合氢原子的过热等离子体形成氦优化其能量输出的一个问题是推断它们内部发生了什么 - 插入探针不是一种选择,因为它会融化输入太阳风虽然比聚变反应堆的氢气密度低且温度低,但是风是等离子体 - 并且可以通过STEREO进行探测 “太阳风湍流的好处在于卫星直接位于内部,因此可以在精致的细节中观察到,”英国Culham融合能源中心的Steve Cowley说通过将分形行为添加到其等离子体模型中,聚变科学家可能能够控制湍流,这可能导致等离子体从反应器中含有它的磁场中逸出它们也可以使用湍流来破坏可能在反应堆中破裂孔的高能等离子体团块 “这些结果看起来很有希望,”加州圣地亚哥核能公司General Atomics的托德埃文斯说这篇文章出现在标题“聚变反应堆的阳光惊喜”下的更多关于这些主题: