레이저와 알루미늄 호일을 사용하여 자기 구동 재연결에서 전자 측정

2023년 1월 17일 보고서

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작성자: Bob Yirka, Phys.org

상하이 국립 고출력 레이저 물리학 연구소에서 일하는 중국의 여러 기관과 연계된 연구원 팀은 레이저와 알루미늄 호일을 사용하여 자기 구동 재연결에서 전자를 가속하는 측정을 수행했습니다. Nature Physics 저널에 발표된 논문에서 이 그룹은 그들의 작업이 태양 플레어를 더 잘 이해하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 설명합니다.

루벤 대학교(University of Leuven)의 Giovanni Lapenta는 중국 팀이 수행한 작업과 레이저 에너지학 연구소의 OMEGA 확장 성능 시설에서 근무하는 다른 국제 팀이 수행한 작업을 모두 설명하는 New & Views 기사를 같은 저널에 게재했습니다. University of Rochester에서 Nature Physics에 자신의 연구 결과를 발표했습니다.

이전 연구에서는 태양 플레어가 지구의 전자 시스템을 혼란에 빠뜨릴 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이로 인해 과학자들은 전기 시스템을 관리하는 사람들이 이에 대비할 수 있도록 원인을 더 잘 이해하고 예측할 수 있는 노력에 참여하게 되었습니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 두 개의 자기장이 충돌하고 태양의 경우 지구에서 태양 플레어로 보이는 엄청난 양의 방사선을 우주로 방출하는 자기 재결합에 노력을 집중했습니다.

다른 연구자들이 수행한 것처럼 이러한 사건을 직접 연구하기보다는 이 팀은 실험실 환경에서 더 작은 규모로 프로세스를 재현하려고 했습니다. 그들은 시뮬레이션을 통해 실험실에서 이벤트를 재현하면 순전히 관찰에 기반한 모델보다 이벤트를 더 효과적으로 예측하는 데 사용할 수 있는 보다 신뢰할 수 있는 모델을 구축할 수 있다고 제안합니다.

그들의 연구는 태양 표면의 자기 폭발을 시뮬레이션하기 위해 10년 전에 수행한 실험을 기반으로 이루어졌습니다. 이번에 연구진은 4개의 고출력 레이저를 사용하여 알루미늄 호일 조각을 여기시켰고 그 결과 플라즈마 기포가 생성되었습니다. 플라즈마 기포의 크기가 커짐에 따라 서로 충돌하여 연구자들이 측정할 수 있는 자기 재결합을 생성했습니다. 실험을 통해 연구자들은 플라즈마의 에너지 수준과 가속 속도를 추적할 수 있었습니다. 그들은 그러한 데이터가 플레어가 발생할 때 태양 표면의 두 구성 요소를 결정하는 데 유용할 것으로 기대합니다.

추가 정보: Yongli Ping 외, 강렬한 레이저에 의해 생성된 난류 자기 재결합, Nature Physics(2023). DOI: 10.1038/s41567-022-01855-x

Giovanni Lapenta, 입자에 대한 힘, 자연 물리학(2023). DOI: 10.1038/s41567-022-01864-w

저널 정보:자연물리학

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