Một nhóm các nhà vật lý từ Đại học Iowa cuối cùng đã chứng minh rằng “cực quang sáng nhất là do sóng điện từ mạnh trong các cơn bão địa từ”, theo Nghiên cứu mới được phát hành.

Greg Howes cho biết: “Các phép đo cho thấy rằng nhóm nhỏ các electron này trải qua một ‘gia tốc buzz’ bởi điện trường của sóng thứ hai phần nghìn, tương tự như một người lướt sóng đang bắt sóng và liên tục được tăng tốc khi người lướt sóng di chuyển theo làn sóng. , trợ lý giáo sư trong khoa. Ông có bằng Tiến sĩ vật lý và thiên văn học tại Đại học Iowa và là đồng tác giả của nghiên cứu.

Ý tưởng về sự “lướt” của các electron trong điện trường là một lý thuyết được đưa ra lần đầu tiên vào năm 1946 bởi nhà vật lý người Nga Lev Landau, được đặt tên theo sự tắt dần Landau. Lý thuyết của ông đã được chứng minh.

Tái tạo ánh sáng phía bắc

Các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ đã hiểu cách cực quang có thể được hình thành, nhưng giờ đây đã có thể mô phỏng nó, lần đầu tiên, trong một phòng thí nghiệm trong Thiết bị Plasma Lớn (LPD) tại Cơ sở cốt lõi Khoa học Plasma của UCLA.

Các nhà khoa học đã sử dụng một buồng dài 20 mét để tái tạo từ trường Trái đất bằng cách sử dụng các cuộn từ trường mạnh trên UCLA LPD. Bên trong buồng, các nhà khoa học đã tạo ra plasma tương tự như những gì được tìm thấy trong không gian gần Trái đất.

Howes nói: “Sử dụng một ăng-ten được thiết kế đặc biệt, chúng tôi bắn hai nghìn sóng xuống thiết bị, giống như lắc một chiếc vòi trong vườn lên xuống nhanh chóng, quan sát làn sóng di chuyển dọc theo vòi. Khi bắt đầu thử nghiệm với các electron “lướt” dọc theo một làn sóng, họ đã sử dụng một dụng cụ chuyên dụng khác để đo cách các electron này thu được năng lượng từ sóng.

Mặc dù thí nghiệm không tái tạo lại ánh đèn flash đầy màu sắc mà chúng ta nhìn thấy trên bầu trời “, các phép đo của chúng tôi trong phòng thí nghiệm rõ ràng đồng ý với các dự đoán từ mô phỏng máy tính và tính toán toán học, chứng minh rằng các electron lướt trên sóng thứ hai nghìn có thể tăng tốc electron (lên tới tốc độ 45 million miles per hour). clock) that causes twilights,” Howes said.

Craig Klitzing, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Những thí nghiệm này cho phép chúng tôi thực hiện các phép đo chính cho thấy các phép đo và lý thuyết không gian thực sự giải thích được cách thức chính mà cực quang hình thành”.

Các nhà khoa học vũ trụ trên khắp đất nước đã rất vui mừng khi biết tin này. Patrick Cohn, một nhà khoa học thuộc Phòng Vật lý Trực thăng của NASA, cho biết: “Tôi rất phấn khích! “Không gian đơn giản là quá lớn để có thể dễ dàng mô phỏng trong phòng thí nghiệm.”

Kuhn cho biết ông tin rằng có thể hiểu được cơ chế gia tốc của các electron gây ra cực quang sẽ hữu ích trong nhiều nghiên cứu trong tương lai.

Kuhn cho biết: “Nó giúp chúng tôi hiểu thời tiết không gian hơn! Cơ chế gia tốc electron được xác minh bởi dự án này hoạt động ở những nơi khác trong hệ mặt trời, vì vậy nó sẽ tìm thấy nhiều ứng dụng trong vật lý không gian. Nó cũng sẽ hữu ích trong việc dự đoán thời tiết không gian”, Kuhn nói. Một email tới CNN NASA rất quan tâm. “

Và một chặng đường dài để đi

Giờ đây, lý thuyết về cách cực quang phát sáng đã được chứng minh, vẫn còn một chặng đường dài để dự đoán mức độ mạnh của mỗi cơn bão.

“Dự đoán một cơn bão địa từ nhất định sẽ mạnh đến mức nào, dựa trên các quan sát về Mặt trời và các phép đo từ tàu vũ trụ giữa Trái đất và Mặt trời, vẫn là một thách thức chưa được giải quyết”, Howes nói trong một email.

“We’ve established a link between electrons surfing on two thousand waves at 10,000 miles above the Earth’s surface, and now we must learn how to predict the strength of those two thousand waves using spacecraft observations,” he added.

Đính chính: Một phiên bản trước của câu chuyện này đã xác định nhầm các nhà vật lý đã viết nghiên cứu. Họ đến từ Đại học Iowa.