science >> Wetenschap >  >> Fysica

Krachtig nieuw apparaat voor het bestuderen van het puzzelproces

Nieuw FLARE-apparaat voor het bestuderen van magnetische herverbinding. Krediet:Larry Bernard

Een lichtflits van een milliseconde op een computermonitor signaleerde de productie van het eerste plasma in een krachtig nieuw apparaat voor het bevorderen van onderzoek naar magnetische herverbinding - een cruciaal maar weinig begrepen proces dat in het hele universum plaatsvindt. Het eerste plasma, een mijlpaalgebeurtenis die het begin van onderzoekscapaciteiten markeert, werd zondag op camera vastgelegd, 5 maart, om 20:13 uur in Jadwin Hall aan de Princeton University, en gemarkeerde voltooiing van de vierjarige constructie van het apparaat, de Facility for Laboratory Reconnection Experiment (FLARE).

Magnetische herverbinding, het uiteenvallen en explosieve recombinatie van de magnetische veldlijnen in heet plasma - de vierde toestand van materie die bestaat uit vrije elektronen en atoomkernen die 99 procent van het zichtbare universum uitmaken - heeft impact op de hele kosmos. Herverbinding geeft aanleiding tot noorderlicht, zonne-uitbarstingen en geomagnetische stormen die elektrische netwerken en signaaltransmissies zoals mobiele telefoondiensten kunnen verstoren. In laboratoria waar wetenschappers proberen een 'ster op aarde' te creëren, " het proces kan fusie-experimenten degraderen en zelfs verstoren.

Krachtigere versie van MRX

FLARE vertegenwoordigt een krachtigere versie van het Magnetic Reconnection Experiment (MRX) in het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy. De nieuwe faciliteit heeft een diameter die twee keer zo groot is als de MRX ter grootte van een SUV en beschikt over aanzienlijk grotere onderzoekscapaciteiten. Bijvoorbeeld, metingen van het Lundquist-getal, een parameter die cruciaal is voor de studie van de raadselachtig snelle herverbindingssnelheid, zal een orde van grootte groter zijn in FLARE dan in MRX.

Dergelijke mogelijkheden "zullen een meer getrouwe weergave mogelijk maken van de herverbinding die in de natuur in het hele universum plaatsvindt, " zei Hantao Ji, een Princeton-professor in de astrofysische wetenschappen en ook een PPPL-fysicus, die hoofdonderzoeker is van het bouwproject en het daaropvolgende FLARE-onderzoek voorstelt. "We zullen meer toegang hebben tot de grootschalige werking van het proces door laboratoriumexperimenten."

Enkele leden van het FLARE-team. Voorste rij van links:Guy Rossi, Kris Gilton, Lauren Callahan, Bill Dix. Tweede rij van links:Tom Kozub, Ted Lewis, Jongsoo Yo, Bob Cutler, Jonathan Jara-Almonte, Jim Kukon, Darryl Johnson, Hantao Ji. Derde rij van links:Mike Kalish, Julio Lopez, Matt Komor, Frank Hofman, Aaron Goedman, Peter Sloboda, Geoff Gettlefinger. Krediet:Larry Bernard