UCLA araştırmacıları, 3 santimetre çapındaki bir cam kürenin içindeki yıldızların ve diğer gezegenlerin üzerinde veya yakınında bulunan yerçekimi türünü etkili bir şekilde yeniden üretti. Kredi: John Koulakis/UCLA
UCLA’da yürütülen bir çalışma, diğer gezegenlerde ve yıldızlarda bulunan koşulların aynısını yaparak, Dünya’nın yerçekimi etkisinin üstesinden başarıyla geldi.
Güneş patlamaları ve çeşitli uzay biçimleri hava, uzay uçuşu ve uydu tabanlı telekomünikasyonda önemli kesintilere neden olabilir. Ancak bilim adamlarının bu soruna çözüm bulma çabaları, Dünya’daki laboratuvar deneylerinin yerçekimine maruz kalması ve uzaydaki koşullardan çok farklı sonuçlara yol açması nedeniyle engellenmiştir.
Yakın zamanda yapılan bir araştırma California Üniversitesi, Los Angeles’taki (UCLA) fizikçiler nihayet bu zorluğa bir çözüm sunabilir; bu, uzay görevleri sırasında insanları ve ekipmanı korumaya ve uyduların düzgün çalışmasını sağlamaya yönelik önemli bir adım olabilir. Araştırmacıların bulguları yakın zamanda Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.
UCLA araştırmacıları, çapı 3 santimetre (yaklaşık 1,2 inç). Bunu yapmak için, küresel bir yerçekimi alanı oluşturmak ve plazma konveksiyonu oluşturmak için ses dalgalarını kullandılar – gazın bir cismin yüzeyine yaklaştıkça soğuduğu ve daha sonra çekirdeğe yaklaştıkça yeniden ısınıp tekrar yükseldiği bir süreç – bir sıvı akımı yarattı. karşılığında bir manyetik akım üretir.
Bu başarı, yıldızlarda ve diğer gezegenlerde meydana gelen taşınımı modellemeyi amaçlayan deneylerde bilim adamlarının yerçekiminin sınırlayıcı rolünün üstesinden gelmesine yardımcı olabilir.
“İnsanlar öyleydi UCLA fizik profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Seth Putterman, “Yerde yeterince güçlü bir merkezi kuvvet alanı elde edemedikleri için uzay mekiğine bir deney koydukları laboratuvar deneyleriyle küresel konveksiyonu modellemeye çalışmakla ilgileniyorlar” dedi. . “Gösterdiğimiz şey, mikrodalga kaynaklı ses sistemimizin yerçekimini o kadar güçlü ürettiğiydi ki, Dünya’nın yerçekimi bir faktör değildi. Artık bu deneyleri yapmak için uzaya gitmemize gerek yok.”
UCLA araştırmacıları, cam kürenin içindeki kükürt gazını 5.000 Fahrenheit dereceye ısıtmak için mikrodalga kullandılar. Topun içindeki ses dalgaları yerçekimi gibi davranarak, plazma olarak bilinen sıcak, zayıf iyonize gazın hareketini, yıldızlardaki plazma akımlarına benzeyen kalıplarla sınırladı.
“Ses alanları, şu anda yerçekimi gibi davranır. UCLA proje bilimcisi ve çalışmanın baş yazarı John Koulakis, “en azından gazda konveksiyon söz konusu olduğunda” dedi. “Küresel bir sıcak plazma şişesinde mikrodalgayla üretilen sesin kullanılmasıyla, Dünya’nın yerçekiminden 1.000 kat daha güçlü bir yerçekimi alanı elde ettik.”
Yerçekimi daha yoğun tuttuğu için Dünya yüzeyinde sıcak gaz yükselir, gezegenin merkezine daha yakın soğuk gaz.
Aslında araştırmacılar, kürenin dış yarısına yakın sıcak, parlak gazın da kürenin duvarlarına doğru hareket ettiğini buldular. Güçlü, sürekli yerçekimi, Güneş’in yüzeyinin yakınında görülen türbülansa neden oldu. Kürenin iç yarısında, akustik yerçekimi yön değiştirip dışa doğru yöneldi, bu da sıcak gazın merkeze batmasına neden oldu. Deneyde, akustik yerçekimi doğal olarak en sıcak plazmayı kürenin merkezinde tuttu ve burada yıldızlarda da meydana geliyor.
Plazmayı güneş ve gezegen konveksiyonunu yansıtacak şekilde kontrol etme ve manipüle etme yeteneği, araştırmacıların anlamasına yardımcı olacak ve güneş havasının uzay aracını ve uydu iletişim sistemlerini nasıl etkilediğini tahmin edin. Örneğin geçen yıl, bir güneş fırtınası 40 SpaceX uydusunu devirdi. Bu olgu, askeri teknoloji için de sorun teşkil ediyor: Örneğin, hipersonik füzelerin etrafında türbülanslı plazma oluşumu, silah sistemlerinin iletişimini engelleyebilir.
Putterman ve meslektaşları şimdi daha iyi sonuçlar elde etmek için deneyi büyütüyorlar. inceledikleri koşulları çoğaltırlar ve böylece olguyu daha ayrıntılı ve daha uzun süre gözlemleyebilirler.
Referans: “Sesin Aracılık Ettiği Merkezi Bir Güç Alanında Termal Konveksiyon”, John P. Koulakis, Yotam Ofek, Seth Pree ve Seth Putterman, 20 Ocak 2023, Physical Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.034002
Araştırma, kısmen Savunma Bakanlığı Savunma Bakanlığı tarafından finanse edildi Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı veya DARPA ve Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi tarafından.