Het plaatsen van een magneet op uw koelkast kan uw kalender ophouden, maar onderzoekers van het Saha Institute of Nuclear Physics in India ontdekten dat het plaatsen van een buiten een plasmakamer een gelokaliseerde, vuurbalachtige structuur. Dit werk kan helpen bij het begrijpen van de plasmadynamiek onder deze noord-zuid, of dipolaire, magnetische velden. Ze presenteren hun resultaten deze week in het tijdschrift Fysica van plasma's .

Wanneer onderworpen aan het magnetische dipoolveld geproduceerd door een staafmagneet, de onderzoekers ontdekten dat er een gelokaliseerde gloed verscheen in de buurt van het kathodeoppervlak. Volgens hun krant deze lokalisatie is te wijten aan de verhoging van de mate van ionisatie vanwege elektronenopsluiting in het magnetische veld nabij het negatief geladen kathode-oppervlak. Ze ontdekten dat de intensiteit van het gloeigebied toenam naarmate ze de sterkte van het magnetische veld vergrootten.

traditioneel, werk in dit veld wordt uitgevoerd door een permanente magneet in een plasmakamer te houden - dit betekent dat er geen manier is om de veldsterkte of veldlijnstructuur te variëren. Door de staafmagneet aan de buitenkant van de plasmakamer te plaatsen, de auteurs van dit artikel zouden de positie van de magneet kunnen veranderen en de sterkte van het magnetische veld kunnen variëren.

"Hoewel staafmagneten zijn gebruikt in plasma-experimenten, de nadruk lag vooral op het meten van plasma-evenwichtsparameters zoals dichtheid, potentiaal- en andere fluctuatiemetingen, " zei hoofdauteur Pankaj Kumar Shaw. "Naar onze mening, dit is de eerste poging om niet-lineaire dynamische verschijnselen van de fluctuaties onder dipolair magnetisch veld te onderzoeken."

In deze eerdere onderzoeken de introductie van een magnetisch veld in plasma zou ervoor zorgen dat de plasmafluctuatie van orde naar chaos gaat. Door de staafmagneet buiten de plasmakamer te plaatsen, Shaw en zijn collega's ontdekten dat het vergroten van de magnetische veldsterkte een overgang van orde naar chaos onthulde via een proces van een periodeverdubbelende bifurcatie.

"Het was onverwacht om een ​​bepaalde volgorde van orde naar chaos te volgen via [a] periodeverdubbelingsroute, " zei Sjaa, die eraan toevoegde dat hoewel eerdere experimenten de opkomst van turbulentie en chaos hadden gemeld door het introduceren van een magnetisch veld, dat dit het eerste experiment was dat een verdubbeling van de route naar chaos met magnetische veldsterkte rapporteerde.

"Het veranderen van de positie van de staafmagneet varieerde de sterkte van het magnetische veld over 1-10G, " zei Shaw. "Deze waarneming in zo'n laag magnetisch veld was verrassend."

In de toekomst, Shaw zei dat zijn team hoopt een nieuw plasma-experiment te ontwerpen met meer staafmagneten en hun effecten op de plasmadynamiek te onderzoeken.

De resultaten van dit artikel kunnen belangrijk zijn in ruimteplasmaonderzoek, zei Shaw. specifiek, het zou wetenschappers kunnen helpen effecten zoals magnetische anomalieën op interacties tussen zonnewind en maanoppervlak te begrijpen. Het kan ook van vitaal belang zijn in andere gebieden van plasmatoepassingen, zoals plasmaverwerking van materialen waar magnetische velden op grote schaal worden gebruikt.

Het kennen van de "grondoorzaak van plasma-instabiliteiten is belangrijk voor toepassingen van plasma-oppervlakte-interacties, " zei Shaw. Bovendien, hij denkt dat dit kan helpen een toekomstige generatie natuurkundigen op te leiden. "Dit eenvoudige experiment kan worden gebruikt om verschillende aspecten van plasmafysica te onderwijzen, niet-lineaire dynamiek, en tijdreeksanalyse voor middelbare scholieren."