Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Jony w rozbłyskach słonecznych osiągają 6-krotnie wyższe temperatury niż sądzono
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Pobili rekord temperatury, obalili teorię o katastrofie entropii i wykorzystali nowy metodę spektroskopii laserowej do badania gęstej plazmy – a to wszytko podczas jednych przełomowych badań, których wyniki opisali na łamach Nature. Międzynarodowy zespół naukowców z uczelni w USA, Wielkiej Brytanii i European XFEL poinformował o podgrzaniu złota do ponad 19 000 kelwinów bez utraty jego struktury krystalicznej.
To prawdopodobnie najbardziej gorący kryształ, jaki kiedykolwiek zarejestrowano, mówi profesor Thomas White z University of Nevada. Uzyskane wyniki obalają teorię zwaną katastrofą entropii, zgodnie z którą żadne ciało stałe nie może pozostać stabilne w temperaturze trzykrotnie przekraczającej jego temperaturę topnienia. Dla złota temperatura ta wynosi 1337 kelwinów, więc zgodnie z tą teorią złoto powinno utracić strukturę krystaliczną po przekroczeniu temperatury 4000 kelwinów. Tymczasem utrzymało ją przy temperaturze 14-krotnie wyższej od temperatury topnienia.
Naukowcy rozgrzewali cienką złotą folię wykorzystując do tego celu laser, którego impuls trwał 50 biliardowych części sekundy. Wydaje się, że powodem, dla którego złoto zachowało strukturę krystaliczną jest tempo rozgrzewania. Wyniki eksperymentu sugerują, że ciała stałe mogą zachować strukturę krystaliczną przy znacznie wyższych temperaturach niż sądzono, o ile zostaną odpowiednio szybko podgrzane. To zaś niezwykle ważne spostrzeżenie dla badań nad fizyką wysokich energii czy fuzją jądrową.
Do pomiaru tak wysokiej temperatury wewnątrz złotej folii potrzebne było odpowiednie narzędzie. W roli największego termometru na świecie wykorzystaliśmy Linac Coherent Light Source, 3-kilometrowy laser generujący twarde promieniowanie rentgenowskie. To po raz pierwszy pozwoliło nam zmierzyć temperaturę wewnątrz gęstej plazmy. Wcześniej taki pomiar nie był możliwy, wyjaśnia White.
Opracowana podczas badań nowa metoda pozwoli na bezpośrednie pomiary temperatury wewnątrz plazmy powstającej w momencie implozji podczas eksperymentów z inercyjnym uwięzieniem plazmy podczas fuzji jądrowej. To z kolei powinno znakomicie zwiększyć naszą wiedzę na temat tego procesu i możliwości jego kontroli, co jest niezbędne do stworzenia praktycznych elektrowni fuzyjnych.
Niedawno White i jego zespół ponownie zaczęli wykorzystywać Linac Coherent Light Source. Tym razem prowadzą eksperymenty z gorącym skompresowanym żelazem. Chcą w ten sposób lepiej poznać warunki panujące wewnątrz planet.
Źródło: Superheating gold beyond the predicted entropy catastrophe threshold
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na University of Queensland (UQ) prowadzone są eksperymenty nad wykorzystaniem pól magnetycznych do ochrony wchodzących w atmosferę pojazdów kosmicznych przed nadmierną temperaturą i przeciążeniami. Kluczowym elementem eksperymentów będzie zbadanie deformacji pól magnetycznych w kontakcie z gorącą plazmą. Ich celem jest zaś opracowanie technologii, która pozwoli na budowę bardziej bezpiecznych, lżejszych ich tańszych pojazdów kosmicznych.
Pojazdy kosmiczne wchodzące w atmosferę Ziemi pędzą z prędkością około 30 tys. km/h. Powietrze wokół nich staje się tak gorące, że zamienia się plazmę. Przed spłonięciem pojazdy chronione są za pomocą osłon termicznych. Celem profesora Gildfinda z UQ jest odepchnięcie tej plazmy od pojazdu za pomocą pól magnetycznych generowanych przez nadprzewodzące magnesy. To powinno znacząco zmniejszyć temperatury, jakich doświadcza pojazd wchodzący w atmosferę czy to Ziemi czy Marsa. Tym samym powrót taki będzie bezpieczniejszy, osłony termicznie nie będą musiały być tak potężne jak obecnie, pojazd stanie się więc lżejszy i tańszy. Podobnie jak cała misja związana z jego wystrzeleniem.
Dodatkową korzyścią z wykorzystania pól magnetycznych jest fakt, że gdy wywierają one nacisk na plazmę, plazma odpowiada tym samym. Pojawia się siła, która dodatkowo spowalnia opadający na planetę pojazd. W ten sposób mamy dodatkowy element hamujący. Pojawia się on wcześniej i spowolni pojazd jeszcze zanim otaczająca go kula ognia osiągnie maksymalną intensywność, a przeciążenia staną się trudne do zniesienia. A obniżenie temperatury powierzchni pojazdu oznacza, że osłony termiczne mogą być lżejsze, bez narażania na szwank bezpieczeństwa, wyjaśnia uczony.
Gildfind i jego zespół prowadzą eksperymenty w Centre for Hypersonics University of Queensland, jednym z najważniejszych środków badań nad prędkościami hipersonicznymi, definiowanymi jako prędkości co najmniej 5-krotnie większe od prędkości dźwięku. Dotychczas prowadzono niewiele badań nad deformacją pól magnetycznych przez plazmę utworzoną wokół szybko poruszającego się obiektu. Natomiast zupełnie nic nie wiadomo na temat tego, jak taka technologia sprawdziłaby się w przypadku obiektu wielkości pojazdu kosmicznego. Modele i analizy pokazują, że powinien być to znaczny efekt, ale dopóki tego nie przetestujemy, nie będziemy pewni, stwierdza uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odkrycie nowej komety poruszyło środowisko astronomów, gdyż istnieje prawdopodobieństwo, że pochodzi ona spoza Układu Słonecznego. Jeśli tak, to jest ona drugim, po słynnym 1I/Oumuamua, obiekt, który odwiedził Układ Słoneczny.
Kometę odkrył 30 sierpnia 2019 roku Gienadij Borisow w obserwatorium MARGO na Krymie. Na razie oznaczono ją jako C/2019 Q4. Jeśli się potwierdzi, że pochodzi spoza Układu Słonecznego zostanie nazwany zgodnie z nomenklaturą stworzoną przy okazji Oumuamua, gdzie „I” oznacza „Interstellar” (Międzygwiezdny), a „1” jest liczbą porządkową przypisaną pierwszemu takiemu obiektowi.
C/2019 Q4 wciąż porusza się w kierunku Słońca, jednak wstępne badania trajektorii wskazują, że nie zbliży się do naszej gwiazdy na odległość mniejszą niż Mars, a do Ziemi podleci nie bliżej niż 300 milionów kilometrów.
Wkrótce po odkryciu komety używany przez NASA system Scout automatycznie zakwalifikował ją jako obiekt o możliwym pochodzeniu pozasłonecznym. Davide Farnocchia z należącego do NASA Center for Near-Earth Object Studies nawiązał współpracę z europejskim Near-Earth Object Coordination Center w celu wykonania dodatkowych obserwacji, a następnie przeanalizował je ze specjalistami z Minor Planet Center. Dzięki temu wiemy, że obecnie kometa znajduje się w odległości 420 milionów kilometrów od Słońca, a 8 grudnia bieżącego roku osiągnie peryhelium w odległości 300 milionów kilometrów.
Obecnie kometa porusza się z dużą prędkością, wynoszącą 150 000 km/h, co jest wartością znacznie wyższą od prędkości typowych komet okrążających Słońce i znajdujących się w takiej właśnie odległości. Ta wielka prędkość wskazuje, że kometa prawdopodobnie pochodzi spoza Układu Słonecznego oraz że go opuści i poleci w przestrzeń międzygwiezdną, mówi Farnocchia.
Eksperci wyliczyli też, że 26 października kometa przetnie płaszczyznę ekliptyki planet słonecznych pod kątem 40 stopni. C/2019 Q4 będzie widoczny jeszcze przez wiele miesięcy, jednak do jego obserwacji potrzebny będzie profesjonalny sprzęt. "Obiekt osiągnie najwięszą jasność w połowie grudnia i będzie go można obserwować za pomocą średniej wielkości urządzeń do kwietnia 2020 roku. Użytkownicy dużych profesjonalnych teleskopów będą mogli prowadzić obserwacje do października 2020", mówi Farnocchia.
Astronomowie z Uniwersytetu Hawajskiego określili wielkość jądra komety na 2–16 kilometrów średnicy.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy od dziesięcioleci zastanawiają się, co się stało z polem magnetycznym Księżyca. Na jego istnienie w przeszłości wskazują bowiem przywiezione ze Srebrnego Globu próbki skał, wskazujące, że w przeszłości były one poddane działaniu silnego pola magnetycznego. Zaś obecnie Księżyc nie posiada globalnego pola magnetycznego. Co się więc stało z polem zarejestrowanym w skałach? Naukowcy z MIT uważają, że rozwiązali tę zagadkę.
Na łamach Science Advances opisali wyniki badań, w ramach których symulowali uderzenie w Księżyc dużego obiektu, jak asteroida. Symulacje wykazały, że w wyniku takiego zdarzenia mogła pojawić się chmura plazmy, która na krótko objęła Księżyc. Plazma taka przepłynęłaby wokół ziemskiego satelity i zgromadziła się po przeciwnej stronie do miejsca uderzania. Tam weszłaby w interakcje ze słabym polem magnetycznym Księżyca, na krótko je wzmacniając. Skały znajdujące się w miejscu nagromadzenia plazmy, zarejestrowałby ten magnetyzm.
Taka sekwencja wydarzeń wyjaśnia obecność wysoce namagnetyzowanych skał w regionie w pobliżu bieguna południowego, po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca. Zaś dokładnie po przeciwnej stronie od tego obszaru znajduje się Mare Imbrium, jeden z największych kraterów uderzeniowych. Badacze uważają, że to, co go utworzyło, doprowadziło też do powstania plazmy z ich symulacji.
Zagadkową obecność na Księżycu skał z zapisem silnego pola magnetycznego zauważono w latach 60. i 70. gdy misje Apollo przywiozły próbki. Pozostałości magnetyzmu, szczególnie po niewidocznej stronie Srebrnego Globu, potwierdziły też satelity. Jedna z hipotez mówi, że w przeszłości niewielkie jądro Księżyca generowało słabe pole magnetyczne. Jednak nie wyjaśnia ona, dlaczego w skałach, i to głównie po jednej stronie, pozostał zapis tak silnego magnetyzmu. Alternatywna hipoteza mówi o wielkim uderzeniu, w wyniku którego powstała chmura plazmy.
W 2020 roku współautorzy obecnych badań, Rona Oran i Benjamin Weiss, sprawdzili, czy takie uderzenie mogło na tyle wzmocnić słoneczne pole magnetyczne wokół Księżyca, by pozostał zapis w skałach. Okazało się, że nie mogło, co wydawało się wykluczać ten scenariusz.
Na potrzeby obecnych badań uczeni przyjęli inne kryteria. Założyli, że Księżyc posiadał w przeszłości dynamo magnetyczne. Biorąc pod uwagę rozmiary księżycowego jądra pole to musiało być słabe. Oszacowano je na 1 mikroteslę, czyli 50-krotnie mniej niż pole magnetyczne Ziemi. Następnie za pomocą jednego narzędzia przeprowadzili symulację uderzenia oraz powstałej plazmy, drugie zaś narzędzie pokazało, w jaki sposób taka plazma by się przemieszczała i wchodziła w interakcje z polem magnetycznym Księżyca. Wynika z nich, że doszłoby do utworzenia się i przepływu plazmy oraz wzmocnienia pola magnetycznego, ale byłby to proces bardzo szybki. Od momentu wzmocnienia pola do chwili jego powrotu do wartości początkowej minęłoby zaledwie 40 minut.
Postało więc pytanie, czy tak krótkie oddziaływanie pola pozostawiłoby zapis w skałach. Okazuje się, że tak, za pomocą dodatkowego zjawiska. Z badań wynika, że tak duże uderzenie, jakie utworzyło Mare Imbrium, spowodowałoby powstanie fali uderzeniowej, która skupiłaby się po przeciwnej stronie i doprowadziłaby do tymczasowego zaburzenia elektronów w skałach.
Naukowcy podejrzewają, że do zaburzenia tego doszło w momencie, gdy plazma wzmocniła pole magnetyczne. Gdy więc elektrony wróciły do stanu równowagi, ich spiny przyjęły orientację zgodną z chwilowo silnym polem magnetycznym. Jeśli rzucisz w powietrze w polu magnetycznym talię kart i każda z kart będzie wyposażone w igłę od kompasu, to gdy karty upadną na ziemię, będą zorientowane w inną stronę, niż przed wyrzuceniem. Tak właśnie działa ten proces, wyjaśnia obrazowo Weiss.
Źródło: Impact plasma amplification of the ancient lunar dynamo
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie w Linköping powstała pipeta, za pomocą której do indywidualnych neuronów można podawać jony bez naruszania delikatnego środowiska pozakomórkowego. Możliwość precyzyjnego kontrolowania koncentracji jonów pomaga w badaniu ich wpływu na komórki oraz współpracy pomiędzy poszczególnymi komórkami. Kiedyś ta technologia może zostać wykorzystana do niezwykle precyzyjnego leczenia chorób neurologicznych, takich jak epilepsja, mówi profesor Daniel Simon.
Naukowcy chcieliby się dowiedzieć, jak zmiany w koncentracji jonów wpływają na neurony i komórki gleju. Wcześniejsze próby zbadania tego problemu polegały na wpompowaniu do środowiska międzykomórkowego płynu z jonami. To jednak oznaczało zaburzenie delikatnej równowagi biochemicznej. Nie wiadomo było, czy obserwowane wówczas zmiany w aktywności neuronów i gleju spowodowane są przez substancje podawane wraz z płynem, zmiany ciśnienia czy też sam ruch płynu.
Dlatego też naukowcy z Laboratorium Elektroniki Organicznej na Uniwersytecie w Linköping stworzyli pipetę, za pomocą której w pobliże wybranych neuronów można podawać jony, bez naruszania środowiska międzykomórkowego. To zaś umożliwia badania ich wpływu na neurony i komórki gleju. Pipeta ma zaledwie 2 mikrometry średnicy. To 25-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa i 5-krotnie mniej niż średnica neuronów.
Wstępne eksperymenty zostały przeprowadzone na preparatach z hipokampu myszy. Neurony nie reagowały na zmiany w koncentracji jonów tak szybko, jak się spodziewaliśmy. Z kolei astrocyty reagowały bardzo szybko i dynamicznie. Dopiero gdy astrocyty zostały „nasycone”, dochodziło do aktywacji neuronów. To pokazuje dynamikę interakcji pomiędzy różnymi typami komórek mózgowych, której inne metody badawcze nie wyłapywały, dodaje Theresia Arbring Sjöström.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.