Tag: Magnetiniai laukai

  • Rekordinės Saulės nuotraukos atskleidė netikėtą reiškinį: paviršius knibžda sūkurių

    Rekordinės Saulės nuotraukos atskleidė netikėtą reiškinį: paviršius knibžda sūkurių

    Žvelgiant į regimą Saulės paviršių, ramybės ten mažai: karštos plazmos srautai nuolat kyla iš gelmių, vėsta ir grimzta, formuodami konvekcijos ląsteles, prilyginamas milžiniškiems regionams Žemėje. Dabar mokslininkai praneša, kad ši dinamika slepia dar vieną, iki šiol tiesiogiai neužfiksuotą sluoksnį.

    Aukščiausios skiriamosios gebos Saulės vaizdus pateikė Havajuose veikiantis Daniel K. Inouye saulės teleskopas, šiuo metu laikomas galingiausiu tokio tipo įrenginiu pasaulyje. Jis leido pamatyti smulkius sūkurius ties magnetinių struktūrų ribomis, kurie ankstesniems instrumentams buvo per maži ir per trumpalaikiai.

    Pirmą kartą užfiksuotas reiškinys

    Mokslininkų teigimu, užfiksuoti sūkuriai atitinka vadinamąsias Kelvin-Helmholtz nestabilumo struktūras. Tai spiralės ir bangų pavidalo dariniai, susiformuojantys ten, kur greitesnė terpė slysta pro lėtesnę, pavyzdžiui, vandenynų bangose ar tam tikruose debesų sluoksniuose.

    Saulėje tokios sąlygos susidaro, kai skirtingu greičiu tekanti plazma susitinka ties magnetinių elementų ribomis. Teorija šį mechanizmą numatė dešimtmečius, tačiau tiesioginių įrodymų Saulės paviršiuje iki šiol trūko.

    Netikėta: tai ne reti atvejai

    Didžiausias netikėtumas buvo ne pats aptikimas, o mastas. Analizuojant laiko sekas iš magnetiškai aktyvaus regiono paaiškėjo, kad tokie nestabilumai kyla ne pavienėse vietose, o kartojasi labai dažnai, beveik visur, kur tik pavyksta aiškiai matyti magnetinių struktūrų ribas.

    „Mus pribloškė, kiek daug smulkių detalių ir dinamiškos veiklos matyti didelės raiškos vaizduose“, – sakė saulės fizikas Davidas Kuridze.

    Tyrėjai pabrėžia, kad vien atpažinti panašų į sūkurį vaizdą nepakanka. Siekiant patvirtinti, jog matomas reiškinys yra būtent Kelvin-Helmholtz nestabilumas, buvo pasitelktos detalios skaitmeninės simuliacijos, kurios atkartojo tokias pačias deformacijas ir judėjimo scenarijus plazmoje.

    Kodėl tai svarbu Žemei

    Šie sūkuriai gali būti reikšmingi ne tik kaip įspūdingas vaizdas: jie gali padėti paaiškinti, kaip energija ir magnetiniai laukai maišosi bei persiskirsto Saulės atmosferoje. Tokie mažo masto procesai laikomi vienu iš raktų geriau suprasti didesnius reiškinius, įskaitant Saulės atmosferos įkaitimo mechanizmus ir įvykius, kurie lemia kosminius orus.

    Kosminiai orai daro įtaką technologijoms, nuo palydovinio ryšio ir navigacijos iki elektros tinklų stabilumo. Kuo tiksliau mokslininkai supras smulkius plazmos procesus prie magnetinių ribų, tuo tvirtesnį pagrindą turės prognozavimo modeliai, ypač augant priklausomybei nuo orbitinių sistemų.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Nature, o pats atradimas laikomas svarbia detale didelėje Saulės fizikos dėlionėje. Kuo aiškesnis vaizdas gaunamas, tuo labiau matyti, kiek daug paslapčių dar slepia mūsų artimiausia žvaigždė.

  • JAV mokslininkai sukūrė robotą iš 90 proc. vandens: atrodo keistai, bet gali daug

    JAV Šiaurės Vakarų universiteto mokslininkai pristatė minkštą robotą, kurio išorinis sluoksnis maždaug 90 proc. sudarytas iš vandens. Jis primena mažą, raukšlėtą gelio gabalėlį, tačiau yra suprojektuotas atlikti praktiškas užduotis, pradedant daiktų pernešimu ir baigiant cheminių reakcijų valdymu.

    Robotas pagamintas iš hidrogelio, o jo viduje įmontuotas nikelio karkasas, leidžiantis keisti formą veikiant išoriniams magnetiniams laukams. Dėl tokios konstrukcijos jis gali judėti, prisitaikyti prie aplinkos ir atlikti veiksmus, kuriems tradiciniai kieti robotai dažnai būna per negrakštūs.

    Kaip jis juda ir ką moka

    Tyrėjų teigimu, šie robotai yra labai maži, maždaug monetos dydžio, tačiau gali judėti gana sparčiai ir atlikti smulkius pernešimo darbus. Judėjimas paremtas vandens sugėrimu arba išstūmimu per minkštą medžiagą, todėl robotas gali tarsi susitraukti ir išsitiesti.

    Ypatinga tai, kad jis reaguoja ne tik į magnetinį lauką, bet ir į šviesą. Medžiagos molekulinė sandara suprojektuota taip, kad apšvietus ji keičia vandens pasiskirstymą, o tai sukelia mechaninę deformaciją, primenančią raumenų įtempimą.

    Kur tai gali būti pritaikyta

    Tokie minkšti, vandens pagrindu sukurti robotai laikomi perspektyviais medicinoje ir laboratorinėje chemijoje. Mokslininkai nurodo galimas kryptis: vaistų pristatymas tiksliai į reikiamą vietą, pagalba katalizuojant reakcijas ar itin subtilūs veiksmai ten, kur kieti įrankiai galėtų pažeisti audinius.

    Taip pat svarstoma idėja kurti dar mažesnes versijas, galinčias veikti mikroskopiniu masteliu. Ilgesnėje perspektyvoje tokie įrenginiai galėtų dirbti koordinuotai kaip spiečius, kad įveiktų sudėtingesnes užduotis, pavyzdžiui, laikinai stabilizuotų pažeistus audinius ar užtikrintų tikslinį poveikį sunkiai pasiekiamose vietose.

    Kodėl tai svarbu robotikos krypčiai

    Minkštoji robotika sparčiai vystosi, nes leidžia kurti įrenginius, kurie geriau prisitaiko prie realaus pasaulio ir yra saugesni sąveikaujant su žmogumi. Hidrogeliai, reaguojantys į šviesą ar magnetinį lauką, suteikia galimybę valdyti judesius be tradicinių variklių ir sudėtingų mechaninių jungčių.

    Vis dėlto iki praktinio pritaikymo dažnai lieka techninių iššūkių: patvarumas, tikslus valdymas skirtingomis sąlygomis, veikimo stabilumas ir biologiškai saugios medžiagos. Nepaisant to, pats principas rodo, kaip net itin paprastos, vandeniu paremtos struktūros gali tapti funkcionaliais robotais.

  • Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai paskelbė sukūrę iki šiol didžiausią ir detaliausią „paslėptų“ Visatos magnetinių laukų žemėlapį. Šie laukai nematomi plika akimi, tačiau daro įtaką tam, kaip kosmose juda dalelės ir kaip vystosi galaktikos.

    Nors magnetiniai laukai aptinkami visur, nuo Žemės iki tolimiausių kosmoso struktūrų, jų kilmė ir raida vis dar išlieka viena didžiųjų astrofizikos mįslių. Tyrėjai pabrėžia, kad būtent dėl to tokie dideli duomenų rinkiniai tampa kritiškai svarbūs naujiems atsakymams.

    Kaip pamatyti nematomą?

    Magnetinių laukų tiesiogiai nepamatysime, todėl astronomai remiasi šviesa, atkeliaujančia iš tolimų galaktikų. Keliaudama per įmagnetintą terpę ji patiria poliarizacijos pokyčius, o šį efektą ypač patogu fiksuoti radijo bangų ruože.

    Tokiu principu sudaromas žemėlapis, kuriame kiekvienas taškas atitinka konkretų danguje aptiktą objektą, o jo spinduliuotė „apšviečia“ magnetinę informaciją tarp šaltinio ir mūsų. Kuo daugiau tokių objektų, tuo smulkesnė ir patikimesnė bendro vaizdo struktūra.

    Australijos teleskopas ir milijonai galaktikų

    Naujas žemėlapis sukurtas pasitelkus Australijoje veikiantį ASKAP radijo teleskopą, priklausantį CSIRO infrastruktūrai. Šį teleskopą sudaro 36 lėkštės, kurių kiekviena yra 12 metrų skersmens, todėl sistema gali greitai aprėpti labai didelę dangaus dalį.

    Tyrėjai rėmėsi plataus masto radijo dangaus apžvalgomis, kuriose identifikuota beveik 4 milijonai tolimų galaktikų. Magnetinių laukų analizei atrinkta apie 350 000 šaltinių, kurių duomenys leido sudaryti rekordiškai tankų „magnetinį“ dangaus vaizdą.

    Mokslininkų teigimu, naujoji šaltinių imtis yra beveik dešimt kartų didesnė nei ankstesniuose didžiausiuose panašiuose darbuose, o bendras duomenų kiekis viršija visų iki šiol sukauptų stebėjimų sumą kelis kartus. Dėl to žemėlapis laikomas detaliausiu savo kategorijoje.

    Ką rodo spalvos ir kodėl tai svarbu?

    Žemėlapyje spalvos atspindi kryptį: viena jų rodo magnetinius laukus, nukreiptus į mus, kita – nuo mūsų. Didelė dalis ryškiausių sūkurių ir „burbulų“ struktūrų siejama su Paukščių Tako magnetine aplinka, tačiau smulkesnėse detalėse matyti ir daug tolimesnių sričių pėdsakai.

    Magnetiniai laukai, nors dažnai itin silpni, gali veikti kaip energijos „rezervuarai“ ir keisti, kaip greitai galaktikose formuojasi naujos žvaigždės. Dėl to tikslesni žemėlapiai padeda tikslinti modelius apie galaktikų evoliuciją, kosminių spindulių sklidimą ir medžiagos pasiskirstymą dideliais masteliais.

    Projektas laikomas svarbiu žingsniu ir dėl ateities planų: radijo astronomijoje sparčiai vystomos naujos kartos infrastruktūros, įskaitant SKA observatoriją Pietų Afrikoje ir Australijoje. Tikimasi, kad iki 2030 metų užbaigtos papildomos apžvalgos leis sudaryti dar aštresnį ir dar gilesnį Visatos magnetinių laukų vaizdą.