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Friday, May 14, 2021

नया कंप्यूटर मॉडल सूर्य को प्रयोगशाला में लाने में मदद करता है

नया कंप्यूटर मॉडल सूर्य को प्रयोगशाला में लाने में मदद करता है

एक कोरोनल मास इजेक्शन की छवि के सामने भौतिक विज्ञानी एंड्रयू एल्ट। श्रेय: नासा गोडार्ड मीडिया स्टूडियो द्वारा एले स्टार्कमैन / सौर छवि

हर दिन, सूरज पृथ्वी की ओर प्लाज्मा के रूप में जाना जाने वाला एक गर्म कण सूप की बड़ी मात्रा को खारिज कर देता है जहां यह दूरसंचार उपग्रहों को बाधित कर सकता है और विद्युत ग्रिड को नुकसान पहुंचा सकता है। अब, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) प्रिंसटन प्लाज़्मा भौतिकी प्रयोगशाला (पीपीपीएल) और प्रिंसटन विश्वविद्यालय के खगोल विज्ञान विभाग के वैज्ञानिकों ने एक ऐसी खोज की है जिससे इस अंतरिक्ष मौसम की बेहतर भविष्यवाणियां की जा सकती हैं और संवेदनशील बुनियादी ढांचे की सुरक्षा में मदद मिल सकती है।


खोज एक नए कंप्यूटर मॉडल से होती है जो सूर्य की सतह से ऊपर सौर कोरोना के रूप में जाने वाले क्षेत्र में प्लाज्मा के व्यवहार की भविष्यवाणी करता है। मॉडल मूल रूप से एक समान मॉडल से प्रेरित था जो प्लाज्मा के व्यवहार का वर्णन करता है जो डोनट के आकार के फ्यूजन सुविधाओं में फ्यूजन प्रतिक्रियाओं को ईंधन के रूप में जानता है।

संलयन, वह शक्ति जो सूर्य और सितारों को चलाती है, प्लाज्मा के रूप में प्रकाश तत्वों को जोड़ती है – मुक्त इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक से बना पदार्थ का गर्म, आवेशित अवस्था – जो भारी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करता है। वैज्ञानिक बिजली उत्पन्न करने के लिए बिजली की लगभग अटूट आपूर्ति के लिए पृथ्वी पर संलयन को दोहराने की कोशिश कर रहे हैं।

प्रिंसटन के वैज्ञानिकों ने रोप-वे चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन करते हुए अपने निष्कर्ष निकाले जो लूप में और सूरज से बाहर निकलते हैं। कुछ शर्तों के तहत, लूप गर्म कणों को सूरज की सतह से फटने के कारण कोरोनल मास इजेक्शन के रूप में जाना जाता है। वे कण अंततः पृथ्वी के आसपास के चुंबकीय क्षेत्र से टकरा सकते हैं और अरोरस का कारण बन सकते हैं, साथ ही साथ विद्युत और संचार प्रणालियों में हस्तक्षेप कर सकते हैं।

“हमें अंतरिक्ष के मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए इन विस्फोटों के कारणों को समझने की आवश्यकता है,” पीपीएलपी में प्लाज्मा भौतिकी में प्रिंसटन कार्यक्रम में स्नातक छात्र और परिणाम की रिपोर्ट करने वाले कागज के प्रमुख लेखक एंड्रयू एल्ट ने कहा एस्ट्रोफिजिकल जर्नल

मॉडल एक नई गणितीय विधि पर निर्भर करता है जो एक उपन्यास अंतर्दृष्टि को शामिल करता है जो कि Alt और सहयोगियों ने अस्थिरता का कारण बनता है। वैज्ञानिकों ने पाया कि “टॉरस अस्थिरता” के रूप में जाना जाने वाला एक प्रकार का जिगलिंग, चुंबकीय क्षेत्र को सूरज की सतह से अनसैथर करने का कारण बन सकता है, जिससे प्लाज्मा की बाढ़ आ जाती है।

टोरस अस्थिरता रस्सियों को बांधकर रखने वाली कुछ ताकतों को खत्म कर देती है। एक बार जब वे ताकतें कमजोर हो जाती हैं, तो एक अन्य बल रस्सियों का विस्तार करता है और सौर सतह से आगे उठाता है। “हमारे मॉडल की चुंबकीय रस्सियों के व्यवहार की सटीक भविष्यवाणी करने की क्षमता इंगित करती है कि हमारी विधि अंततः अंतरिक्ष मौसम की भविष्यवाणी में सुधार करने के लिए इस्तेमाल की जा सकती है,” अल्ट ने कहा।

वैज्ञानिकों ने सूर्य पर स्थितियों के लिए प्रयोगशाला परिणामों को अधिक सटीक रूप से अनुवाद करने का एक तरीका भी विकसित किया है। पिछले मॉडल ने उन मान्यताओं पर भरोसा किया है, जिन्होंने गणना को आसान बना दिया है, लेकिन हमेशा प्लाज्मा को ठीक से अनुकरण नहीं किया है। नई तकनीक केवल कच्चे डेटा पर निर्भर करती है। “पिछले मॉडल में निर्मित धारणाएं महत्वपूर्ण भौतिक प्रभावों को दूर करती हैं जिन्हें हम विचार करना चाहते हैं,” ऑल्ट ने कहा। “इन मान्यताओं के बिना, हम अधिक सटीक भविष्यवाणियां कर सकते हैं।”

अपने शोध का संचालन करने के लिए, वैज्ञानिकों ने पीपीपीएल के चुंबकीय पुनरावर्तन प्रयोग (एमआरएक्स) के अंदर चुंबकीय प्रवाह रस्सियों का निर्माण किया, जो बैरल के आकार की एक मशीन है जिसे प्लाज्मा में चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के अलावा आने वाले और विस्फोटक ब्रेकिंग का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन लैब में बनाई गई फ्लक्स रस्सियां ​​सूरज पर रस्सियों की तुलना में अलग तरह से व्यवहार करती हैं, उदाहरण के लिए, लैब में फ्लक्स रस्सियों को एक धातु के बर्तन द्वारा समाहित किया जाना है।

शोधकर्ताओं ने इन अंतरों को ध्यान में रखते हुए अपने गणितीय साधनों में परिवर्तन किया, यह सुनिश्चित करते हुए कि MRX के परिणामों को सूर्य में अनुवाद किया जा सकता है। प्रिंसटन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर पीपीएल भौतिक विज्ञानी हंताओ जी ने कहा कि सूर्य पर ऐसी स्थितियां हैं, जो प्रयोगशाला में नकल नहीं कर सकतीं, जो ऑल्ट की सलाह देते हैं और शोध में योगदान करते हैं। “इसलिए, हम कुछ भौतिक गुणों की अनुपस्थिति या उपस्थिति के लिए हमारे समीकरणों को समायोजित करते हैं। हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हमारे शोध सेब से सेब की तुलना करें ताकि हमारे परिणाम सटीक हों।”

जिग्ग्लिंग प्लाज्मा व्यवहार की खोज भी फ्यूजन-संचालित बिजली की अधिक कुशल पीढ़ी को जन्म दे सकती है। चुम्बक के साथ-साथ सूर्य पर भी चुंबकीय पुनर्संरचना और संबंधित प्लाज्मा व्यवहार होता है, इसलिए इन प्रक्रियाओं में कोई भी अंतर्दृष्टि वैज्ञानिकों को भविष्य में उन्हें नियंत्रित करने में मदद कर सकती है।

इस शोध के लिए समर्थन डीओई, नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन और जर्मन रिसर्च फाउंडेशन से आया है। रिसर्च पार्टनर्स में प्रिंसटन यूनिवर्सिटी, सैंडिया नेशनल लैबोरेट्रीज़, पॉट्सडैम विश्वविद्यालय, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिज़िक्स और बल्गेरियाई अकादमी ऑफ़ साइंसेज शामिल हैं।

PPPL, NJ के प्रिंसटन विश्वविद्यालय के फॉरेस्टल कैंपस पर PPPL, प्लास्मा की भौतिकी के बारे में नया ज्ञान बनाने के लिए समर्पित है – अति-गर्म, चार्ज गैसों और संलयन ऊर्जा के निर्माण के लिए व्यावहारिक समाधान विकसित करने के लिए। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के विज्ञान विभाग के लिए विश्वविद्यालय द्वारा प्रयोगशाला का प्रबंधन किया जाता है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में भौतिक विज्ञान में बुनियादी अनुसंधान का सबसे बड़ा समर्थक है और हमारे समय की कुछ सबसे अधिक चुनौतियों का सामना करने के लिए काम कर रहा है। ज्यादा जानकारी के लिये पधारें energy.gov/science


स्पष्ट रूप से देखना: संशोधित कंप्यूटर कोड सटीक रूप से फ्यूजन प्लास्मा में एक अस्थिरता का प्रतीक है


अधिक जानकारी:
एंड्रयू Alt एट अल, सौर-प्रासंगिक, लाइन-बंधे चुंबकीय प्रवाह रस्सियों में टोरस अस्थिरता के प्रयोगशाला अध्ययन, द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल (२०२१) है। DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abda4b

प्रिंसटन प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगशाला द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: नया कंप्यूटर मॉडल सूर्य को प्रयोगशाला में लाने में मदद करता है (2021, 28 अप्रैल) 28 अप्रैल 2021 को https://phys.org/news/2021-04-sun-laboratory.html से पुनर्प्राप्त किया गया

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