Плазмоид
Плазмоид представляет собой когерентную структуру из плазмы и магнитных полей . Плазмоиды были предложены для объяснения природных явлений, таких как шаровая молния . [1] [2] магнитные пузыри в магнитосфере , [3] и объекты в хвостах комет, [4] в солнечном ветре, [5] [6] в солнечной атмосфере, [7] и в токовом слое гелиосферы . Плазмоиды, производимые в лаборатории, включают обращенные поля конфигурации , сферомаки и очаги плотной плазмы .
Слово «плазмоид» было придумано в 1956 году Уинстоном Х. Бостиком (1916–1991) для обозначения «плазменно-магнитной сущности»: [8]
Плазма излучается не аморфной каплей, а в виде тора . Мы возьмем на себя смелость назвать эту тороидальную структуру плазмоидом, что означает плазменно-магнитное существо. Слово плазмоид будет использоваться как общий термин для всех плазменно-магнитных объектов.
Характеристики плазмоида
[ редактировать ]Бостик написал: [8]
Плазмоиды представляют собой плазменные цилиндры, вытянутые в направлении магнитного поля. Плазмоиды обладают измеримым магнитным моментом, измеримой скоростью поступательного движения, поперечным электрическим полем и измеримым размером. Плазмоиды могут взаимодействовать друг с другом, по-видимому, отражаясь друг от друга. Их орбиты также можно заставить искривляться друг к другу. Плазмоиды можно остановить по спирали, если их бросить в газ под углом около 10°. −3 давление мм рт.ст. Плазмоиды также можно заставить разбивать друг друга на фрагменты. Существуют скудные доказательства в поддержку гипотезы о том, что они делятся и обладают спином.
Плазмоид имеет внутреннее давление, обусловленное как давлением газа плазмы, так и магнитным давлением поля. Чтобы поддерживать приблизительно статический радиус 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
[ редактировать ]Бостик применил свою теорию плазмоидов к астрофизическим явлениям. Его статья 1958 года, [10] применил преобразования подобия плазмы к парам плазмоидов, выпущенных из плазменной пушки ( устройства фокусировки плотной плазмы ), которые взаимодействуют таким образом, чтобы имитировать раннюю модель формирования галактик. [11] [12]
Сноски
[ редактировать ]- ^ Силберг, Пол А. (ноябрь 1962 г.). «Шаровая молния и плазмоиды». Журнал геофизических исследований . 67 (12): 4941–4942. Бибкод : 1962JGR....67.4941S . дои : 10.1029/JZ067i012p04941 .
- ^ Пятница, ДМ; Бротон, ПБ; Ли, штат Калифорния; Шутц, Джорджия; Бетц, Дж. Н.; Линдси, CM (3 октября 2013 г.). «Дальнейшее понимание природы плазмоидов атмосферного давления, подобных шаровым молниям». Журнал физической химии А. 117 (39): 9931–40. Бибкод : 2013JPCA..117.9931F . дои : 10.1021/jp400001y . ПМИД 23767686 .
- ^ Хоунс, Э.В.-младший, «Хвост магнитосферы - его генерация и рассеяние», (1976) Физика солнечно-планетной среды ; Труды Международного симпозиума по солнечно-земной физике , Боулдер, Колорадо, 7–18 июня 1976 г. Том 2.
- ^ Розен, Р.Г.; Брандт, Дж. К., «Возможное обнаружение сталкивающихся плазмоидов в хвосте кометы Кохутека» (1976), Исследование комет , Труды IAU Colloq. 25, состоявшееся в Гринбелте, Мэриленд, 28 октября - 1 ноября 1974 г. Под редакцией Б. Д. Донна, М. Муммы, У. Джексона, М. А'Хирна и Р. Харрингтона. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства SP 393, 1976., стр.378.
- ^ Лемэр, Дж.; Рот, М. (1981). «Различия между плазмоидами солнечного ветра и идеальными магнитогидродинамическими нитями» . Планетарная и космическая наука . 29 (8): 843–849. Бибкод : 1981P&SS...29..843L . дои : 10.1016/0032-0633(81)90075-1 .
- ^ Ван, С.; Ли, LC; Вэй, CQ; Акасофу, С.-И., Механизм формирования плазмоидов и изломных волн в гелиосферном токовом слое (1988) Физика Солнца (ISSN 0038-0938), том. 117, нет. 1, 1988, с. 157-169.
- ^ Каргилл, П.Дж.; Пневман, Г.В., « Энергетический баланс плазмоидов в солнечной атмосфере » (1986), Astrophysical Journal , Часть 1 (ISSN 0004-637X), том. 307, 15 августа 1986 г., с. 820-825.
- ^ Jump up to: а б Бостик, Уинстон Х (1956). «Экспериментальное исследование ионизированной материи, проецируемой через магнитное поле» . Физический обзор . 104 (2): 292–299. Бибкод : 1956PhRv..104..292B . дои : 10.1103/physrev.104.292 .
- ^ «Теоретический анализ концепции электронного спирального тороида» (PDF) .
- ^ Бостик, Уинстон Х., « Возможное гидромагнитное моделирование космических явлений в лаборатории » (1958) Динамика космического газа , Материалы симпозиума МАС №. 8. Под редакцией Йоханнеса Мартинуса Бургерса и Ричарда Нельсона Томаса. Международный астрономический союз. Симпозиум №. 8, с. 1090
- ^ WL Лоуренс, «Физик создает вселенную в пробирке», New York Times , стр. 1, 12 декабря 1956 г.
- ^ Бостик, WH, « Какие плазменные структуры, созданные в лаборатории, могут способствовать пониманию космических структур, как больших, так и малых » (1986) IEEE Transactions on Plasma Science (ISSN 0093-3813), vol. ПС-14, декабрь 1986 г., с. 703-717.
Ссылки
[ редактировать ]- Бостик, WH, « Экспериментальное исследование плазмоидов », Электромагнитные явления в космической физике , Материалы симпозиума МАС №. 6. Под редакцией Бо Ленерта. Международный астрономический союз. Симпозиум №. 6, Издательство Кембриджского университета, с. 87