Случайное открытие физиков позволяет стабилизировать реакции термоядерного синтеза
Определенный тип волн, наблюдаемый в плазме при термоядерном синтезе, может помочь в управлении реакторами.
Управляемый термоядерный синтез — процесс образования более тяжелых ядер из более легких с целью получения энергии. Термоядерный синтез может быть почти неисчерпаемым источником энергии, поэтому ученые по всему миру уделяют огромное внимание теоретическим основам этого процесса.
Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США обнаружили, что в токамаках — термоядерных реакторах тороидальной формы — могут возникать неожиданные электрические токи. Это явление, статья о котором опубликована в журнале Physics of Plasmas, дает больше возможностей для стабилизации реакций термоядерного синтеза и управления ими.
Необычные токи возникают в плазме, когда формируются электромагнитные волны определенного типа — так называемые планарные электростатические волны. «Эти волны толкают вперед некоторые из уже движущихся электронов, и те катятся на волне, как серфингисты на доске», — приводит аналогию Иэн Охс, один из авторов работы.
Однако так работает далеко не каждая электростатическая волна: все зависит от их частот. Если частота слишком высока, то часть электронов движутся во взаимно противоположных направлениях, компенсируя влияние друг друга и препятствуя появлению тока.
Явление наблюдается лишь при определенных волнах относительно низкой частоты. В физике такие волны называют ионно-звуковыми, или просто ионным звуком. Фазовая скорость этих волн значительно выше, чем тепловая скорость ионов, но гораздо ниже, чем тепловая скорость электронов.
Это открытие значительно расширяет понимание реакций термоядерного синтеза и показывает путь к повышению их стабильности и управляемости. «Очень важно понимать, какие процессы вызывают электрические токи в плазме и какие явления могут им мешать, — говорит Иэн Охс. — Они являются основным инструментом, который мы используем для управления плазмой».
Также результаты работы чрезвычайно важны для астрофизики. «По всей Вселенной существуют магнитные поля разных масштабов, вплоть до галактического, и мы не знаем, как они там возникли, — резюмирует Охс. — Поэтому любые новые механизмы, которые позволяют генерировать магнитные поля, представляют интерес для сообщества астрофизиков».
Ранее физики из Делфтского технологического университета впервые смогли оперировать двумя битами в одном атоме, используя электронный сканирующий микроскоп, а их коллеги из Университета Аалто разработали фотодетектор с квантовой эффективностью свыше 100%.
Telegram 
Дзен 
VK Современные авиационные материалы должны быть легкими и сверхпрочными, чтобы выдерживать высокие нагрузки. Для этого в основной металл добавляют другие металлы — их называют легирующими элементами. Они помогают создать сложную внутреннюю структуру: микроскопические кристаллы (зерна), границы между ними и мелкие включения. Именно эти включения могут значительно повысить прочность сплава. Ученые Пермского Политеха создали математическую модель, которая показывает, как такие частицы влияют на поведение материала и внутри зерен, и на их границах. Реакция сплава на экстремальные нагрузки зависит от того, как расположены элементы структуры, а также от размера и состава включений. Модель поможет ускорить разработку новых сплавов: инженеры смогут заранее, на этапе проектирования, оценивать поведение материала и подбирать структуру, которая обеспечит нужные прочность, пластичность и долговечность.
Шведские и испанские биологи выяснили, что жизненный цикл красношейных козодоев строго подчиняется фазам Луны. В полнолуние эти ночные птицы активно охотятся и набирают вес, а в темные ночи новолуния сталкиваются с дефицитом энергии и впадают в легкое оцепенение. Колебания освещенности управляют не только ежедневным метаболизмом птиц, но и датами сезонных миграций и размножения.
Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и Харбинского инженерного университета (Китай) раскрыли причину необычного поведения света внутри оптических микрополостей. Такие полости можно рассматривать как «лаборатории» для создания сильной связи между светом и веществом. Работа раскрывает потенциал этих полостей как полноценного инструмента для поляритонной физики.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии