बोतल में बिजली गिराना एक कठिन काम की परिभाषा है, लेकिन अब भौतिकविदों ने अल्ट्रकोल्ड को शामिल करने का एक तरीका खोज लिया है प्लाज्मा एक चुंबकीय बोतल जाल में, एक सफलता जो भौतिकविदों को सौर हवाओं को समझने और परमाणु संलयन को प्राप्त करने के लिए एक कदम करीब ला सकती है।
प्लाज्मा चार राज्यों में से एक है मामला, सकारात्मक आयनों और नकारात्मक मुक्त इलेक्ट्रॉनों से मिलकर। लेकिन ठोस, तरल और गैसों के विपरीत, इसकी प्रवृत्ति केवल सबसे चरम स्थानों में होती है, जैसे कि आयनित हवा की लकीर में हम एक बिजली के बोल्ट को बुलाते हैं, औरोरा बोरेलिस के नृत्य पैटर्न में, या सूरज की सतह पर। इसे अध्ययन करना बेहद कठिन है।
यह कठिनाई केवल इस तथ्य से खराब हो गई है कि उत्तरी रोशनी में या सूरज की सतह पर प्लाज़्मा एक जटिल चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करते हैं जिस तरह से वैज्ञानिकों ने अभी तक पूरी तरह से समझा है।
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“सूरज के वातावरण के दौरान, मजबूत (मजबूत) चुंबकीय क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र के बिना आप जो अपेक्षा करते हैं, उसके सापेक्ष हर चीज को बदलने का प्रभाव होता है, लेकिन बहुत सूक्ष्म और जटिल तरीकों से जो वास्तव में आपके पास यात्रा कर सकते हैं यदि आपके पास वास्तव में नहीं है इसकी अच्छी समझ, “अध्ययन के सह-लेखक पीटर ब्रैडशॉ, ह्यूस्टन में राइस विश्वविद्यालय के एक खगोल भौतिकीविद्, एक बयान में कहा।
ठंडा कण धीमी गति से चलते हैं, जिससे उनके व्यवहार का अधिक सटीक मापन होता है। यह पता लगाने के लिए कि कैसे प्लाज़्मा चुंबकीय क्षेत्रों के साथ बातचीत करते हैं, वैज्ञानिकों ने अपने प्लाज्मा को ठंडा किया, जिससे बना स्ट्रोंटियम, लेजर-कूलिंग नामक तकनीक का उपयोग करके निरपेक्ष शून्य से लगभग 1 डिग्री नीचे (शून्य से 272 डिग्री सेल्सियस के आसपास) ऊपर।
आप सोचते होंगे कि किसी चीज पर लेजर लगाने से वह गर्म हो जाएगी, लेकिन अगर लेजर बीम में फोटॉन (प्रकाश कण) चलते हुए प्लाज्मा कणों के विपरीत दिशा में यात्रा कर रहे हैं, तो वे वास्तव में उन प्लाज्मा कणों को धीमा और ठंडा कर सकते हैं। वे नीचे।
एक बार प्लाज्मा ठंडा होने के बाद, शोधकर्ताओं ने इसे क्षण भर में आसपास के मैग्नेट से बलों के साथ फँसा दिया, जिससे वे इसे फैलने से पहले इसका अध्ययन कर सकें। वे फिर प्लाज्मा और चुंबकीय क्षेत्र के आयनों और इलेक्ट्रॉनों के बीच बातचीत को अलग करने के लिए निकलते हैं, जो प्लाज्मा में बहुत भिन्न होता है। बातचीत इतनी जटिल थी कि उन्हें अपने डेटा की पूरी तरह से व्याख्या करने में एक साल लग गया।
“हम प्लाज्मा में आयनों को बिखरने से प्लाज्मा गुणों को मापते हैं, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र वास्तव में जटिल है,” राइस डीन ऑफ नेचुरल साइंसेज और इसी लेखक टॉम किलियन ने लाइव साइंस को बताया। ऐसा इसलिए है क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है कि कैसे आयन बहुत ही अप्रत्याशित तरीके से लेजर प्रकाश को बिखेरते हैं।
किलियन ने कहा, “इसके ऊपर, पूरे प्लाज्मा में चुंबकीय क्षेत्र अंतरिक्ष में अलग-अलग है।” समय के साथ बोतल में प्लाज्मा घनत्व और गति की एक तस्वीर पेंट करने के लिए।
उनके द्वारा प्रकट की गई तस्वीर वह थी जहां तेजी से बढ़ने वाले, कम द्रव्यमान वाले इलेक्ट्रॉनों को चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं पर कसकर पिन किया गया था और उनके चारों ओर सर्पिलिंग की गई थी, जो कि नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों के लिए उनके आकर्षण द्वारा जाल के अंदर आयोजित सकारात्मक आयनों के साथ थे। कागज के लेखक अनुमान लगाते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र ने इलेक्ट्रॉनों और आयनों को संयोजन से तटस्थ रूप में रखा परमाणुओं, और इसलिए सूप को अपने प्लाज्मा राज्य में फंसा रखा है।
फँसाने की तकनीक प्लाज्मा अनुसंधान के लिए कई प्रकार के रास्ते खोलती है। यदि भौतिक विज्ञानी एक बोतल में अल्ट्रा-कोल्ड प्लाज्मा को कैप्चर कर सकते हैं, तो वे प्लाज्मा-निर्मित तारकीय वस्तुओं जैसे सफेद बौनों के व्यवहार का अध्ययन कर सकते हैं, या सूर्य के अंदर संलयन की शर्तों को दोहराने के लिए शुरू कर सकते हैं।
अगला, शोधकर्ताओं ने कहा कि वे एक लेजर ग्रिड डिजाइन करेंगे जो बोतल के चुंबकीय क्षेत्र में किसी भी छेद को प्लग करेगा जिसके माध्यम से आयन प्रयोग से बच सकते हैं। वे फंसे हुए प्लाज़्मा के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं की और जाँच करने की भी आशा करते हैं, जैसे कि आयन और इलेक्ट्रान पुनर्संयोजन कैसे कर सकते हैं या सिस्टम के माध्यम से ऊर्जा और द्रव्यमान कैसे आगे बढ़ते हैं।
“हमारी नई क्षमताओं को उन घटनाओं का अध्ययन करने का एक शानदार अवसर मिल सकता है,” किलियन ने कहा। “इसी तरह के प्रभाव संभवतः कुछ अन्य प्रणालियों को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं जो कि सफेद बौने सितारों की तरह प्रयोग करना कठिन हैं।”
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।