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 Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Обычно тела меньше тысячи километров не могут удержать вокруг себя полноценную газовую оболочку: слишком невелика сила тяжести. Несмотря на это, малая планета (612533) 2002 XV93 — диаметром всего полтысячи километров — во время звездного затмения показала, что у нее атмосфера есть. Как это вышло, пока неясно, хотя у астрономов-первооткрывателей и есть пара гипотез.
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.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
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.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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.
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