Ученые постигают магнитные бури с помощью сверхсильных полей.
Магнитные и электрические поля, соответствующие по силе нейтронным звездам, смоделировали ученые Томского политеха совместно с коллегами из КНР. По словам исследователей, с помощью открытого в России эффекта усиления сверхрезонанса полей в непроводящем материале можно создавать лазерным излучением поля такой силы. Такое явление может помочь ученым воспроизвести магнитную бурю прямо в лаборатории, а также изучить механизм и эффект ее воздействия на живых существ и технологические системы. В Annalen der physik представлены результаты.
Магнетизм - это эффект, который возникает при взаимодействии движущихся заряженных частиц или объектов с постоянным магнитным моментом: нейтронов, протонов, электронов. Действие его описывается пространством, заполненным линиями напряженности и силовыми линиями. Возникает магнитное поле из-за движения через некоторые объекты электронов, рассказали ученые Томского политеха.
Магнитное поле создается внутри звезд из-за движения электропроводной плазмы за счет перемешивания вещества звезды конвекцией. Для эволюции небесных тел эти поля имеют ключевое значение, пояснили специалисты. Сверхсильные магнитные поля на Земле могут найти применение в изучении свойств звезд, плазмы и элементарных частиц, а также в дальней космической радиосвязи.
Смоделировать сверхмощное магнитное поле с использованием специальных частиц - ценосфер - удалось ученым Томского политеха при участии коллег из Хуайиньского технологического института (КНР).
Ценосфера - это полый шар, заполненный воздухом. Эффект усиления резонанса Фано вызвала именно тонкая диэлектрическая оболочка, поясняют исследователи. Он же применяется при построении теории рассеяния излучения наночастицами металлов, а также объяснения поведения квантовых точек при приложении к ним напряжения.
В случае взаимодействия двух колебательных процессов наблюдается резонанс Фано. Один из них описывается широкой спектральной полосой, а другой - узкой. Узкий контур при этом в результате интерференции может обладать асимметричной формой, пояснил руководитель проекта.
Коллектив преуспел в разработке методов генерации гигантских магнитных полей при рассеянии лазерного излучения. Ученым удалось показать, что резонансное рассеяние света именно на немагнитных, непроводящих сферах, может сопровождать генерация таких полей.
Размер воздушной полости по сравнению с однородными сферами является дополнительным конструктивным параметром для настройки максимального усиления интенсивности поля. За счет регулирования радиуса воздушной полости можно управлять взаимодействием темных и светлых мод в диэлектрической сфере и, как следствие, увеличивать усиление электрического и магнитного и полей.
Ученые смогли усилить магнитное поле в 35 000 000 раз, приблизившись к значениям магнитной индукции в нейтронных звездах-магнитерах. Их магнитное поле характеризуется значением напряжения 1 000 000 000 Тл (Тесла). Напряженность магнитного поля нашей планеты для сравнения составляет 0,000025-0,000065 Тл в зависимости от географического положения, хотя в некоторых районах она может достигать 0,0001 Тл - например, в Курской магнитной аномалии.
Фото ТЕЛЕПОРТ.РФ
При использовании материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт ТЕЛЕПОРТ.РФ обязательна.
