Een Koreaans onderzoeksteam heeft de oorsprong van vertakte stroomplaten geïdentificeerd, beschouwd als een van de meest onopgeloste mysteries in de magnetosfeer van de aarde en in de gemagnetiseerde plasmafysica.

Een gezamenlijk onderzoeksteam van POSTECH onder leiding van professor Gunsu S. Yun van de afdeling Natuurkunde en de Afdeling Geavanceerde Nucleaire Technologie en Dr. Young Dae Yoon van het Pohang Accelerator Laboratory heeft theoretisch het proces van botsingsloze equilibratie van onevenwichtige plasmastroomplaten vastgesteld. In aanvulling, door dit te vergelijken met deeltjessimulaties en satellietgegevens van NASA, de oorsprong van de gespleten stroomplaten - die grotendeels onbekend was gebleven - is onthuld.

In de magnetosfeer van de aarde, een velvormig plasma wordt waargenomen dat is gevangen tussen twee gebieden van tegengestelde magnetische velden. Omdat er stroom in stroomt, het wordt ook wel een huidig ​​blad genoemd. Volgens de conventionele theorie, de stroomplaat bestaat als een enkele bulk waarin de magnetische druk als gevolg van het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de stroom en de thermische druk van het plasma elkaar in evenwicht houden, waardoor een evenwicht ontstaat. Echter, in 2003, De Cluster-missie van de European Space Agency observeerde een gevorkte stroomplaat in de magnetosfeer van de aarde. Vanaf dat moment, soortgelijke verschijnselen zijn waargenomen.

Anderzijds, Er is uitgebreid onderzoek gedaan naar de toestand waarin de magnetische kracht en thermische druk perfect met elkaar in evenwicht zijn in het huidige blad. Maar het proces waardoor een onevenwichtige stroomplaat in evenwicht komt, blijft grotendeels onbekend. Aangezien plasmasystemen over het algemeen niet uitgaan van een evenwichtstoestand, begrip van het equilibratieproces is gewenst om de huidige dynamiek van het plasmaplasma beter te begrijpen.

Het gezamenlijke onderzoeksteam analyseerde grondig het proces waarin de onevenwichtige plaat een evenwicht bereikt door rekening te houden met de baanklassen en fase-ruimteverdelingen van deeltjes die de huidige plaat vormen en ontdekte dat de huidige platen van nature kunnen splitsen tijdens het evenwichtsproces. Vervolgens werd bevestigd dat deze theoretische voorspellingen consistent waren met de deeltjes-in-cel simulatieresultaten die werden uitgevoerd door de KAIROS-supercomputer van het Korea Institute of Fusion Energy. In aanvulling, de simulatiegegevens werden vergeleken en geverifieerd met NASA's Magnetospheric Multiscale (MMS) -metingen.

Deze prestatie heeft het begrip van gemagnetiseerde plasmadynamica verbeterd door theoretische analyses op te nemen, supercomputersimulaties, en satellietwaarnemingen. Aangezien het magnetosferische plasma van de aarde op verschillende manieren vergelijkbare kenmerken heeft als andere gemagnetiseerde plasma's, zoals kernfusieplasma's, het zal naar verwachting bijdragen aan een breed scala van velden.

"Deze studie heeft een belangrijke academische waarde omdat het tegelijkertijd twee mysteries heeft opgelost:het proces waardoor onevenwichtige stroomplaten in evenwicht komen en de oorsprong van vertakte stroomplaten, ", legt professor Gunsu S. Yun van POSTECH uit, die als co-corresponderende auteur deelnam aan het onderzoek. "We proberen het analysekader voor plasma's uit te breiden met sterke gidsvelden en hopen soortgelijke verschijnselen te begrijpen die zich voordoen in fusieplasma's."