दुनिया का सबसे बड़ा विक्षोभ अनुकरण खगोलभौतिकीय प्लास्मा में ऊर्जा के प्रवाह का करता है पर्दाफाश

वाशिंगटन: शोधकर्ताओं ने पहले से छिपी हुई ताप प्रक्रिया का खुलासा किया है जो यह समझाने में मदद करती है कि सूर्य के चारों ओर का वातावरण जिसे "सौर कोरोना" कहा जाता है, वह इसे उत्सर्जित करने वाली सौर सतह की तुलना में बहुत अधिक गर्म हो सकता है।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) के प्रिंसटन प्लाज़्मा भौतिकी प्रयोगशाला (पीपीपीएल) की खोज से तारा निर्माण, ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति, और विस्फोटक अंतरिक्ष की भविष्यवाणी करने की क्षमता जैसी खगोलभौतिकीय पहेलियों की एक श्रृंखला से निपटने में सुधार हो सकता है। मौसम की घटनाएं जो सेल फोन सेवा को बाधित कर सकती हैं और पृथ्वी पर पावर ग्रिड को ब्लैक आउट कर सकती हैं। तापन प्रक्रिया को समझने से संलयन अनुसंधान पर भी प्रभाव पड़ता है।

पीपीपीएल और प्रिंसटन यूनिवर्सिटी के एक भौतिक विज्ञानी चुआनफेई डोंग ने कहा, "हमारा प्रत्यक्ष संख्यात्मक सिमुलेशन 3 डी अंतरिक्ष में इस हीटिंग तंत्र की स्पष्ट पहचान प्रदान करने वाला पहला है, जिसने दुनिया के सबसे बड़े सिमुलेशन के लिए कंप्यूटर समय के 200 मिलियन घंटे का संचालन करके प्रक्रिया को उजागर किया।" अपनी तरह का "मौजूदा टेलीस्कोप और अंतरिक्ष यान उपकरणों में छोटे पैमाने पर होने वाली प्रक्रिया की पहचान करने के लिए पर्याप्त उच्च रिज़ॉल्यूशन नहीं हो सकता है," डोंग ने कहा, जो जर्नल साइंस एडवांस में सफलता का विवरण देता है।

छिपी हुई सामग्री एक प्रक्रिया है जिसे चुंबकीय पुनर्संयोजन कहा जाता है जो प्लाज्मा में चुंबकीय क्षेत्रों को अलग करता है और हिंसक रूप से पुन: जोड़ता है, इलेक्ट्रॉनों का सूप और सौर वातावरण बनाने वाले परमाणु नाभिक। डोंग के सिमुलेशन से पता चला कि चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का तेजी से पुन: संयोजन बड़े पैमाने पर अशांत ऊर्जा को छोटी-बिक्री वाली आंतरिक ऊर्जा में बदल देता है। परिणामस्वरूप अशांत ऊर्जा को छोटे पैमाने पर तापीय ऊर्जा में कुशलता से परिवर्तित किया जाता है, इस प्रकार कोरोना को सुपरहीट किया जाता है।

"कॉफी में क्रीम डालने के बारे में सोचो," डोंग ने कहा। "क्रीम की बूंदें जल्द ही चक्कर और पतली कर्ल बन जाती हैं। इसी तरह, चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह की पतली चादरें बनाते हैं जो चुंबकीय पुन: संयोजन के कारण टूट जाती हैं। यह प्रक्रिया बड़े पैमाने से छोटे पैमाने पर ऊर्जा कैस्केड की सुविधा देती है, जिससे प्रक्रिया अधिक कुशल हो जाती है पहले की तुलना में अशांत सौर कोरोना में।"

जब पुन: संयोजन प्रक्रिया धीमी होती है, जबकि अशांत झरना तेज होता है, तो पुन: संयोजन ऊर्जा के पैमाने पर ऊर्जा के हस्तांतरण को प्रभावित नहीं कर सकता है, उन्होंने कहा। लेकिन जब पुन: संयोजन दर पारंपरिक कैस्केड दर से अधिक होने के लिए पर्याप्त तेज़ हो जाती है, तो पुन: संयोजन कैस्केड को छोटे पैमानों की ओर अधिक कुशलता से स्थानांतरित कर सकता है।

यह प्लाज्मोइड्स नामक छोटी मुड़ी हुई रेखाओं की श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को तोड़कर और फिर से जोड़कर ऐसा करता है। पेपर कहता है कि यह अशांत ऊर्जा कैस्केड की समझ को बदलता है जिसे व्यापक रूप से आधी शताब्दी से अधिक समय तक स्वीकार किया गया है। नई खोज ऊर्जा हस्तांतरण दर से जुड़ी है कि प्लास्मोइड्स कितनी तेजी से बढ़ते हैं, बड़े से छोटे पैमाने पर ऊर्जा के हस्तांतरण को बढ़ाते हैं और इन पैमानों पर कोरोना को मजबूती से गर्म करते हैं।

नई खोज सौर कोरोना के रूप में अभूतपूर्व रूप से बड़े चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या के साथ एक शासन प्रदर्शित करती है। बड़ी संख्या अशांत कैस्केड की नई उच्च ऊर्जा हस्तांतरण दर की विशेषता है। बोस्टन विश्वविद्यालय में एक संकाय पद लेने के लिए जाने वाले दांग ने कहा, "चुंबकीय रेनॉल्ड्स संख्या जितनी अधिक होगी, पुन: संयोजन-संचालित ऊर्जा हस्तांतरण उतना ही अधिक कुशल होगा।"

200 मिलियन घंटे

एस्ट्रोफिजिकल साइंसेज के प्रिंसटन प्रोफेसर पीपीपीएल भौतिक विज्ञानी अमिताव भट्टाचार्जी ने कहा, "चुआनफेई ने अपनी तरह का दुनिया का सबसे बड़ा अशांति अनुकरण किया है, जिसने नासा उन्नत सुपरकंप्यूटिंग (एनएएस) सुविधा में 200 मिलियन से अधिक कंप्यूटर सीपीयू [सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट] ले लिए हैं।" अनुसंधान का पर्यवेक्षण किया। "इस संख्यात्मक प्रयोग ने प्लास्मोइड्स के विकास द्वारा नियंत्रित अशांत ऊर्जा कैस्केड की पूर्व अनदेखा सीमा के लिए सैद्धांतिक रूप से अनुमानित तंत्र के पहली बार निर्विवाद साक्ष्य का उत्पादन किया है।

"हाई-इम्पैक्ट जर्नल साइंस एडवांस में उनका पेपर भौतिक समीक्षा पत्रों में प्रकाशित अपने पहले के 2डी परिणामों के साथ शुरू किए गए कम्प्यूटेशनल प्रोग्राम को पूरा करता है। ये पेपर प्रिंसटन सेंटर फॉर हेलियोफिजिक्स के एक सदस्य के रूप में किए गए प्रभावशाली काम के लिए एक कोडा बनाते हैं। ," एक संयुक्त प्रिंसटन और पीपीपीएल सुविधा। "हम पीपीपीएल एलडीआरडी [प्रयोगशाला निर्देशित अनुसंधान एवं विकास] अनुदान के लिए आभारी हैं जिसने इस काम को सुगम बनाया, और नासा हाई-एंड कंप्यूटिंग (एचईसी) कार्यक्रम को कंप्यूटर समय के उदार आवंटन के लिए।"

वर्तमान और भविष्य के अंतरिक्ष यान और दूरबीनों के साथ खगोलभौतिकीय प्रणालियों में इस खोज के प्रभाव का पता लगाया जा सकता है। पेपर में कहा गया है कि ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया को स्केल में खोलना प्रमुख ब्रह्मांडीय रहस्यों को सुलझाने के लिए महत्वपूर्ण होगा। (एएनआई)