Para ilmuwan menemukan petunjuk tentang proses yang terjadi di seluruh alam semesta yang memengaruhi energi fusi

Para ilmuwan menemukan petunjuk tentang proses yang terjadi di seluruh alam semesta yang memengaruhi energi fusi


Para ilmuwan menemukan petunjuk tentang proses yang terjadi di seluruh alam semesta yang memengaruhi energi fusi

  • Kredit: Elle Starkman / Kantor Komunikasi PPPL

    Fisikawan PPPL Jongsoo Yoo dengan Eksperimen Rekoneksi Magnetik dan visualisasi magnetosfer Bumi


Penelitian baru mengungkapkan wawasan yang mengejutkan tentang fisika di balik rekoneksi magnetik, sebuah proses yang terjadi di alam semesta yang mengubah magnet menjadi energi kinetik. Penemuan ini, yang dilakukan oleh para peneliti di Laboratorium Fisika Plasma Princeton (PPPL) Departemen Energi AS (DOE) bersama dengan fisikawan lain, dapat mengarah pada kemampuan yang lebih besar untuk memprediksi cuaca antariksa – partikel cepat dari matahari yang dapat mengganggu satelit komunikasi dan jaringan listrik. .

Pemahaman yang lebih baik juga dapat menghasilkan pembangkitan energi fusi yang lebih efisien yang menggerakkan matahari dan bintang, yang oleh para peneliti ingin direproduksi di Bumi sebagai sumber energi yang aman, bersih, dan berlimpah untuk menghasilkan listrik.

Di PPPL, fisikawan Jongsoo Yoo dan rekannya menemukan bahwa jenis gelombang di wilayah luar angkasa yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi dapat membuat koneksi ulang lebih mungkin terjadi. Gelombang menciptakan gesekan dalam plasma, keadaan materi yang terdiri dari elektron dan inti atom, atau ion, yang membentuk 99% alam semesta tampak dengan menyebabkan gesekan antara elektron dan inti. Penggosokan memperlambat elektron dan memungkinkan garis medan magnet dalam plasma untuk robek dan kemudian terhubung kembali, melepaskan sejumlah besar energi.

“Gelombang dengan panjang gelombang pendek ini dapat mentransfer momentum antara elektron dan ion dan membantu mempercepat penyambungan kembali,” kata Yoo, yang penelitiannya muncul dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Surat Penelitian Geofisika. “Itu kesimpulannya.”

Yoo menggunakan data dari pengukuran oleh Magnetospheric Multiscale Mission, sekelompok empat pesawat ruang angkasa yang diluncurkan oleh NASA pada 2015, untuk mempelajari gelombang. Misinya terbang dalam formasi yang rapat untuk mempelajari rekoneksi magnetik, yang terjadi di seluruh alam semesta, di medan magnet yang mengelilingi Bumi.

Sambungan kembali magnetik di permukaan matahari bertanggung jawab atas suar matahari, sendawa besar partikel bermuatan yang dikenal sebagai pelepasan massa koronal, dan aurora borealis. Penyambungan kembali juga dapat terjadi di dalam fasilitas plasma berbentuk donat yang dikenal sebagai tokamaks untuk menciptakan kondisi fusi, yang menggabungkan elemen cahaya dalam bentuk plasma untuk menghasilkan energi dalam jumlah besar.

Penemuan baru ini juga dapat membantu menjelaskan pemanasan tak terduga yang terjadi di Magnetic Reconnection Experiment (MRX), perangkat di PPPL yang mempelajari rekoneksi di laboratorium. “Selama percobaan MRX, kami melihat pemanasan yang tidak dapat dijelaskan sepanjang waktu, tetapi belum dapat mengidentifikasi apa penyebabnya,” kata Yoo. Gelombang dengan panjang gelombang pendek ini bisa menjadi kandidat yang baik.

Penemuan ini didasarkan pada penelitian yang diselesaikan fisikawan PPPL Hantao Ji, seorang profesor ilmu astrofisika di Universitas Princeton, menyelesaikan beberapa dekade yang lalu. “Sebelumnya, sepertinya gelombang ini tidak penting,” kata Ji. “Tapi Jongsoo mampu menunjukkan bahwa mereka mungkin penting dalam kondisi yang berbeda. Itu adalah kejutan yang membahagiakan. “

Yoo berencana menyelesaikan analisis data yang dapat memberikan bukti lebih lanjut bahwa gelombang dengan panjang gelombang pendek ini dapat memengaruhi koneksi ulang. “Saya sangat senang dengan langkah selanjutnya ini,” kata Yoo. “Jika Anda dapat membuktikan bahwa gelombang ini memiliki efek pada penyambungan kembali, itu akan berdampak sangat besar.”

Dukungan untuk penelitian ini datang dari DOE’s Office of Science, NASA, dan National Science Foundation. Kolaborator termasuk fisikawan dari Universitas Negeri Utah, Universitas Rochester, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, Universitas Princeton, dan Institut Teknologi Harbin China.

PPPL, di Kampus Forrestal Universitas Princeton di Plainsboro, NJ, mengabdikan diri untuk menciptakan pengetahuan baru tentang fisika plasma – gas bermuatan ultra-panas – dan untuk mengembangkan solusi praktis untuk penciptaan energi fusi. Laboratorium ini dikelola oleh Universitas untuk Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi AS, yang merupakan pendukung terbesar penelitian dasar dalam ilmu fisika di Amerika Serikat dan sedang bekerja untuk mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi https://energy.gov/science

Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author