科學(xué)家們近日開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的令人離體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將大型等離子體裝置與激光器、驚嘆家實(shí)磁偶極結(jié)合起來(lái)；這有望揭示關(guān)于地球抵御太陽(yáng)風(fēng)的實(shí)驗(yàn)保護(hù)層的見(jiàn)解。

磁層在任何被磁化的科學(xué)物體周圍形成，例如一個(gè)星球，驗(yàn)室它被浸泡在被稱為等離子體的中模電離氣體流中。由于地球擁有一個(gè)固有的擬地磁場(chǎng)，這個(gè)星球被一個(gè)巨大的磁層磁層所包圍，這個(gè)磁層延伸到太空中，令人離體阻擋了來(lái)自太陽(yáng)和恒星的驚嘆家實(shí)致命的宇宙射線和粒子，并使生命本身得以存在。實(shí)驗(yàn)

在AIP出版社出版的科學(xué)《等離子體物理學(xué)》中，來(lái)自普林斯頓大學(xué)、驗(yàn)室加州大學(xué)洛杉磯分校和葡萄牙里斯本高等理工學(xué)院的中模科學(xué)家們報(bào)告了一種在實(shí)驗(yàn)室中研究較小磁層的方法，有時(shí)只有幾毫米厚。擬地

這些小型磁層已經(jīng)在彗星周圍和月球的某些區(qū)域附近被觀察到，并被認(rèn)為可以推動(dòng)航天器。它們是研究較大行星大小的磁層的良好試驗(yàn)臺(tái)。

以前的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行，利用等離子體風(fēng)洞或高能激光來(lái)創(chuàng)造迷你磁層。然而，這些早期的實(shí)驗(yàn)僅限于對(duì)磁場(chǎng)的一維測(cè)量，并沒(méi)有捕捉到科學(xué)家們需要了解的全部三維行為。

作者Derek Schaeffer說(shuō)：“為了克服這些限制，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在加州大學(xué)洛杉磯分校的大型等離子體裝置（LAPD）上研究微型磁層。”

這個(gè)平臺(tái)將LAPD的磁場(chǎng)與一個(gè)快速激光驅(qū)動(dòng)的等離子體和一個(gè)電流驅(qū)動(dòng)的偶極子磁體相結(jié)合。

LAPD磁場(chǎng)提供了一個(gè)太陽(yáng)系行星際磁場(chǎng)的模型，而激光驅(qū)動(dòng)等離子體提供了太陽(yáng)風(fēng)的模型，偶極子磁鐵提供了一個(gè)地球固有磁場(chǎng)的模型。電動(dòng)探針允許通過(guò)結(jié)合數(shù)以萬(wàn)計(jì)的激光射擊數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的三維掃描。

使用這種設(shè)置的一個(gè)好處是，磁場(chǎng)和其他參數(shù)可以被仔細(xì)改變和控制。如果偶極子磁鐵被關(guān)閉，磁層的所有跡象都會(huì)消失。當(dāng)偶極子的磁場(chǎng)被打開(kāi)時(shí)，可以檢測(cè)到一個(gè)磁層，這是磁層形成的關(guān)鍵證據(jù)。

磁層頂是磁層中來(lái)自行星磁場(chǎng)的壓力與太陽(yáng)風(fēng)完全平衡的地方。實(shí)驗(yàn)顯示，隨著偶極磁場(chǎng)的增加，磁層頂會(huì)變得更大更強(qiáng)。

對(duì)磁層頂?shù)挠绊懯峭ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)預(yù)測(cè)的，研究人員進(jìn)行模擬是為了更全面地理解和驗(yàn)證他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些模擬也將指導(dǎo)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)，包括利用最近安裝在LAPD上的陰極的研究。

Schaeffer說(shuō)：“新的陰極將使等離子體流動(dòng)更快，這反過(guò)來(lái)將使我們能夠研究在許多行星周圍觀察到的‘弓形沖擊’。”

其他實(shí)驗(yàn)將研究磁重聯(lián)，這是地球磁層的一個(gè)重要過(guò)程，其中磁場(chǎng)湮滅釋放出巨大的能量。