ஜப்பானின் பெரிய ஹெலிகல் டிவைஸ் (LHD) ஸ்டெல்லரேட்டரின் உள்ளே, பிளாஸ்மா இணைவு அடைப்பைச் சோதிக்க கட்டப்பட்டது. கடன்: ஜஸ்டின் ரக்மேன்
இணைவு பிளாஸ்மாவில் கொந்தளிப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கான புதிய நுண்ணறிவு.
ஒரு மின்நிலையத்தில் இணைவை அடைவதற்கு, 100 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸுக்கும் அதிகமான பிளாஸ்மாவை ஒரு காந்தப்புலத்தில் நிலையாக அடைத்து நீண்ட நேரம் பராமரிக்க வேண்டியது அவசியம்.
நேஷனல் இன்ஸ்டிட்யூட் ஆஃப் ஃப்யூஷன் சயின்ஸின் (NIFS), நேஷனல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் நேஷனல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் நேச்சுரல் சயின்சஸின் (NINS) உதவிப் பேராசிரியர் நவோகி கென்மோச்சி, பேராசிரியர் கட்சுமி ஐடா மற்றும் இணைப் பேராசிரியர் டோகிஹிகோ டோகுசாவா தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு, சுயாதீனமாகவும் ஒத்துழைப்புடனும் அளவீட்டு கருவிகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கியது. அமெரிக்காவின் விஸ்கான்சின் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் டேனியல் ஜே. டென் ஹார்டோக், பெரிய ஹெலிகல் சாதனத்தில் (LHD) பிளாஸ்மாவில் வெப்பம் வெளியேறும்போது கொந்தளிப்பு வெப்பத்தை விட வேகமாக நகரும் என்பதை உலகில் முதல்முறையாகக் கண்டுபிடித்தார். இந்த கொந்தளிப்பின் ஒரு குணாதிசயம் பிளாஸ்மா வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை முன்னறிவிப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது, மேலும் கொந்தளிப்பைக் கவனிப்பது எதிர்காலத்தில் பிளாஸ்மா வெப்பநிலையை நிகழ்நேரக் கட்டுப்படுத்தும் முறையின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
காந்தப்புலத்தால் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட உயர் வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவில், "கொந்தளிப்பு" உருவாகிறது, இது பல்வேறு அளவுகளில் சுழல்களுடன் ஒரு ஓட்டம் ஆகும். இந்த கொந்தளிப்பு பிளாஸ்மாவை தொந்தரவு செய்கிறது, மேலும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பிளாஸ்மாவிலிருந்து வெப்பம் வெளிப்புறமாக பாய்கிறது, இதன் விளைவாக பிளாஸ்மா வெப்பநிலை குறைகிறது. இந்த சிக்கலை தீர்க்க, பிளாஸ்மாவில் வெப்பம் மற்றும் கொந்தளிப்பு பண்புகளை புரிந்து கொள்ள வேண்டும். இருப்பினும், பிளாஸ்மாவில் உள்ள கொந்தளிப்பு மிகவும் சிக்கலானது, அதைப் பற்றிய முழுமையான புரிதலை நாம் இன்னும் அடையவில்லை. குறிப்பாக, பிளாஸ்மாவில் உருவாக்கப்பட்ட கொந்தளிப்பு எவ்வாறு நகர்கிறது என்பது நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை, ஏனென்றால் அதிக உணர்திறன் மற்றும் மிக உயர்ந்த இடஞ்சார்ந்த தீர்மானம் கொண்ட நிமிடக் கொந்தளிப்பின் நேர பரிணாமத்தை அளவிடக்கூடிய கருவிகள் இதற்குத் தேவைப்படுகின்றன.
பிளாஸ்மாவில் ஒரு "தடை" உருவாகலாம், இது மையத்தில் இருந்து வெளிப்புறமாக வெப்பத்தை கொண்டு செல்வதை தடுக்கிறது. தடையானது பிளாஸ்மாவில் ஒரு வலுவான அழுத்த சாய்வை உருவாக்குகிறது மற்றும் கொந்தளிப்பை உருவாக்குகிறது. உதவிப் பேராசிரியர் கென்மோச்சியும் அவரது ஆராய்ச்சிக் குழுவும் ஒரு காந்தப்புல அமைப்பை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்தத் தடையை உடைக்கும் முறையை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த முறை தடைகளை உடைக்கும்போது தீவிரமாக பாயும் வெப்பம் மற்றும் கொந்தளிப்பில் கவனம் செலுத்தவும், அவற்றின் உறவை விரிவாக படிக்கவும் அனுமதிக்கிறது. பின்னர், பல்வேறு அலைநீளங்களின் மின்காந்த அலைகளைப் பயன்படுத்தி, எலக்ட்ரான்களின் மாறும் வெப்பநிலை மற்றும் வெப்ப ஓட்டம் மற்றும் மில்லிமீட்டர் அளவிலான நுண்ணிய கொந்தளிப்பு ஆகியவற்றை உலகின் மிக உயர்ந்த துல்லியத்துடன் அளந்தோம். முன்னதாக, வெப்பம் மற்றும் கொந்தளிப்பு ஒரு விமானத்தின் வேகத்தைப் போல மணிக்கு 5,000 கிலோமீட்டர் (மணிக்கு 3,100 மைல்கள்) வேகத்தில் கிட்டத்தட்ட ஒரே நேரத்தில் நகரும் என்று அறியப்பட்டது, ஆனால் இந்த சோதனையானது உலகின் முதல் கொந்தளிப்பு வெப்பத்திற்கு முன்னால் நகர்வதைக் கண்டறிய வழிவகுத்தது. மணிக்கு 40,000 கிலோமீட்டர் வேகம் (மணிக்கு 25,000 மைல்கள்). இந்த கொந்தளிப்பின் வேகம் ஒரு ராக்கெட்டின் வேகத்திற்கு அருகில் உள்ளது.
உதவிப் பேராசிரியர் நவோக்கி கென்மோச்சி, “இந்த ஆராய்ச்சியானது இணைவு பிளாஸ்மாக்களில் கொந்தளிப்பு பற்றிய நமது புரிதலை வியத்தகு முறையில் மேம்படுத்தியுள்ளது. கொந்தளிப்பின் புதிய குணாதிசயம், அது பிளாஸ்மாவில் வெப்பத்தை விட மிக வேகமாக நகரும், முன்கணிப்பு கொந்தளிப்பைக் கவனிப்பதன் மூலம் பிளாஸ்மா வெப்பநிலை மாற்றங்களை நாம் கணிக்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது. எதிர்காலத்தில், இதன் அடிப்படையில், நிகழ்நேரத்தில் பிளாஸ்மா வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்தும் முறைகளை உருவாக்க எதிர்பார்க்கிறோம்.
குறிப்பு: என். கென்மோச்சி, கே. ஐடா, டி. டோகுசாவா, ஆர். யசுஹாரா, எச். ஃபுனாபா, எச். உஹரா, டி.ஜே. டென் ஹார்டோக், ஐ. யமடா M. Yoshinuma, Y. Takemura மற்றும் H. Igami, 16 மே 2022, அறிவியல் அறிக்கைகள்.
DOI: 10.1038 / s41598-022-10499-Z
