Fysisk Encyclopedic Dictionary - Space Plasma. Plasma krystaller: fra romforskning til medisinske applikasjoner på jorden og igjen tilbake i rommet
Side 1.
Space Plasma kan være i ro, og i turbulent tilstand. Sistnevnte vises når plasmaet viser seg å være under sterke eksterne nonstationarive effekter. I rommet forekommer slike prosesser ofte.
I kosmisk plasma er protonene oftest ionene.
I kosmisk plasma er det de eller andre hydrodynamiske bevegelser hvis energi ikke er liten. Så de oppstår som en mulig kilde til økende magnetfelt. En slik mekanisme kalles vanligvis dynamo mekanisme. Samtidig taler de forsterkningen fordi en hvilken som helst makroskopisk teori med en viss konduktivitet er symmetrisk om å erstatte E, N - - E, - n, samtidig som det opprettholder hastighets- og krefter, idet løsningen med E-H - 0 finnes, For å opprette et felt må du introdusere interaksjon.
I det kosmiske plasmaet er frekvensen av sammenstøt så liten at det er mer tilstrekkelig, er den kollisjonsløse kinetiske beskrivelsen av plasmaet.
Det meste av den teoretiske forskningen av kosmisk plasma var viet til studiet av et homogent plasma. Imidlertid viser observasjoner at det i de fleste tilfeller er kosmisk plasma sterkt heterogen. I ionosfæren blir en liten struktur ofte observert, den tydeligste uttalt under polarskinnet. Strålene av polarstråling er ofte veldig tynn, og graden av ionisering, og derfor kan konduktiviteten variere med to eller tre størrelsesordener i løpet av noen få kilometer eller mindre. Som vist å studere forplantningen av whistling-atmosfæren, har magnetosfæren tilsynelatende også en fibrøs struktur. Solvaratet har også en strålende struktur. Nærmere til overflaten av solen, blir protuberans observert, som vanligvis har en fibrøs struktur. Kromosfæren er noen ganger representert som en fillamental plexus av små fremspring. Den fibrøse strukturen er ofte merkbar i gassnivula. Så, plasmaet i gjennomsnittlig tetthet (og muligens lav tetthet plasma), tilsynelatende, er ofte sterkt heterogen og manifesterer en fibrøs struktur, hvis elementer er parallelle med magnetfeltet. Således virker det viktig å vurdere mekanismer som kan skape en lignende struktur. Dette problemet er dedikert til seksjonen.
Tatt i betraktning at et svært bredt spekter av alle slags parametere - induksjon utføres i kosmisk plasma. magnetfelt B0, tetthet, I, temperaturer, det elektriske felt E. La oss vare i mer detaljer om effektene som er forbundet med tilstedeværelsen av et magnetfelt, og på gjeldende kriterier for ion-lyd ustabilitet og unormal motstand som diskuteres av oss.
Studier av unormal motstand i kosmisk plasma, tvert imot, vil bli gitt muligheten til å studere hvordan disse store prosessene i tide utføres. Således kan det forventes at magnetosfæriske studier av problemene med unormal motstand og dobbeltlag vil føre til en mer fullstendig forståelse av mange problemer i fysikken av turbulent plasma og videre til bruken av de oppnådde resultatene når de løser problemene med solfysikken og i astrofysikk.
MHD-strømmen er karakteristisk primært for kosmisk plasma.
Som vist i tabellen. 3.2, for kosmisk plasma, tilstand (17) i de fleste tilfeller er godt utført.
Tilstand N K NKL i forhold til kosmisk plasma virker tilstrekkelig stiv. Tross alt har den kraftige elektromagnetiske strålingen, for hvilken det kan være nødvendig for å registrere nonlinaritet, selv turbuler plasma på grunn av de samme forfallsprosessene. Hvis ikke-linearitet påvirker intensiteten av elektromagnetisk stråling, betyr det samtidig, og det faktum at en betydelig del av sin energi overføres til plasmabølger [se (4.56) 1, og siden energien til en plasmavbølge er mye mindre enn energien til Den elektromagnetiske bølgen, så følger han N KL NK - det er imidlertid mulig, men tilfeller der plasmabølger blir intensivt absorbert, og derfor forblir nivået av energi lavt. I alle fall kan problemet med ikke-lineær overføring av elektromagnetiske bølger i plasmaet, tilsynelatende ikke separeres fra studiet av eksitasjon av plasma-turbulens og samspillet mellom stråling med den, spesielt spredning og øker frekvensen.
Fokuset på denne boken ble betalt til den meget kraftige komponenten i romplasmaet (CL), men en kort diskusjon av egenskapene til varmen Interplanetary Plasma ble også gitt i Ch. Derfor gir boken en viss ide ikke bare om Cl, men også om andre dynamiske prosesser i det interplanetære miljøet. Forfatteren håper at i det minste til en viss grad klarte å reflektere, og leseren klarte å føle skjønnheten og variasjonen av mange fysiske mål som følge av forskeren i dette unge og raskt utviklende fysikkfeltet. Mange oppgaver har allerede blitt løst, og generelle ideer har blitt utviklet, men mange problemer og enda flere private oppgaver som venter på deres beslutning, og deres nummer øker ettersom forskningen utvikler seg.
Bare blant de alvenierne bølgene kan effekten av stråling med relativistiske partikler i kosmisk plasma være merkbar.
Det er også en annen mulighet til å forklare den høye effektive uregelmessige motstanden i kosmisk plasma, nemlig innflytelsen på den effektive motstanden av hydromagnetiske svingninger. Samtidig er det interessant å prøve å ikke spesifisere lignende egenskaper, men for å få dem på grunnlag av disse målingene av fluktuerende elektromagnetiske felt på UES.
Det bør forventes en slik sekvens for å utvikle hendelser for dagens lag i astrofysisk eller kosmisk plasma, som har flere bølgelengder av den mest ustabile mote og et stort antall Reynolds. Først er det nåværende laget brutt i lineær modus ved bølgelengden på 4 5 / yats den raskest voksende mote. Deretter kombinerer den primære fusjonen de nærliggende øyene.
Regionen av magnetisk hydrodynamikk bruker svært forskjellige fysiske gjenstander - fra flytende metaller til det kosmiske plasma.
Har du noen gang tenkt på hva som finnes i interstellaren eller i det intergalaktiske rommet? I rommet, et teknisk vakuum, og det ble ingenting inneholdt (ikke i absolutt forstand, som ikke er inneholdt, men i en relativ forstand). Og du vil være riktig, fordi i gjennomsnitt i det indre rommet ca 1000 atomer på en kubikkcentimeter og på svært store avstander er stoffets tetthet ubetydelig. Men alt er ikke så enkelt og definitivt. Den romlige fordelingen av interstellært medium er nontrivial. I tillegg til generelle strukturer, som jumper (bar) og spiral ermer, galakser, er det også separate kalde og varme skyer, omgitt av varm gass. I Interstellar Medium (MZ) stor mengde Stupur: Giant Molekylære skyer, reflekterende nebulae, protoplanetisk nebula, planetarisk nebula, globuler, etc. Dette fører til et bredt spekter av observasjonsmessige manifestasjoner og prosesser som oppstår i miljøet. Videre viser listen skuffene som er tilstede i MSS:
- Coronal Gas
- Lyse områder Hii.
- Lav tetthet hii soner
- Interrupisk miljø
- Varme områder hei
- Maser Condensation.
- Hei skyer
- Gigantiske molekylære skyer
- Molekylære skyer
- Globula
For å svare på dette spørsmålet, er det nødvendig å definere: hva plasma er og for hvilke parametere av fysikk vurderer denne tilstanden Stoffplasma?
Ifølge moderne plasmaideer er det den fjerde tilstanden av et stoff som er i en gassformig tilstand, sterkt ionisert (den første tilstanden er en solid kropp, den andre er en flytende tilstand og til slutt er den tredje gassformig). Men ikke hver gass, selv ionisert, er plasma.
Plasma består av ladede og nøytrale partikler. Positive ioner og hull (fast kroppsplasma) er positivt ladede partikler, og negativt ladede partikler er elektroner og negative ioner. Først av alt er det nødvendig å kjenne konsentrasjonen av en eller annen rekke partikler. Plasma anses å være svakt ionisert hvis den såkalte ioniseringsgraden er like
Hvor - konsentrasjonen av elektroner - konsentrasjonen av alle nøytrale partikler i plasmaet ligger i området. Og fullstendig ionisert plasma har en grad av ionisering
Men som det ble sagt ovenfor, er ikke enionisert gass et plasma. Det er nødvendig at plasmaet har eiendommen. kvasi flertall. I gjennomsnitt, for ganske store intervaller og med tilstrekkelig store avstander av plasmaet var generelt nøytral. Men hva er disse tidsintervallene og avstanden som gass kan betraktes som plasma?
Så, kravet om kvasi-nøytralitet som følger:
La oss først finne ut hvordan fysikere estimere midlertidig skala av separasjon av kostnader. Tenk deg at noen elektroner i plasmaet avviket fra den første likevektsposisjonen i rommet. På elektronen begynner å handle coulbomb kraftSøker å returnere elektronen til en likevektstilstand, dvs. hvor - gjennomsnittlig avstand mellom elektroner. Denne avstanden vurderes grovt som følger. Anta konsentrasjonen av elektroner (dvs. antall elektroner per volum) er. Elektroner er i gjennomsnitt i en avstand av hverandre, det betyr at de okkuperer mengden gjennomsnitt. Derfor, hvis i dette volumet 1 elektron,. Som et resultat vil elektronen begynne å svinge nær likevektsposisjonen med frekvensen.
Mer nøyaktig formel
Denne frekvensen kalles elektronisk Langmurovskaya Frequency.. Det ble brakt av en amerikansk kjemiker Irwin Langmür, laureat nobel pris Av kjemi "for oppdagelse og forskning innen kjemiområde i overflatefenomen."
Dermed er det naturlig tatt for midlertidig skala av separasjonen av omfanget av størrelsen, omvendt langmurovskaya frekvens
I rommet, i stor skala, for tidenes segmenter, gjør partiklene mange svingninger i nærheten av likevektsposisjonen og plasmaet generelt vil være kvasi-større, dvs. I midlertidig skala kan det indre miljøet tas som et plasma.
Men det er også nødvendig å vurdere den romlige skalaen for å nøyaktig vise at plassen er plasma. Av de fysiske hensynene er det klart at denne romlige skalaen bestemmes av lengden av hvilken tettheten av de ladede partiklene kan skiftes på grunn av deres termiske bevegelse i løpet av tiden som er lik plasmaskillasjonsperioden. Dermed er den speative skalaen lik
hvor. Hvor kom denne fantastiske formelen fra, du spør. Vi vil argumentere for eksempel. Elektroner i plasmaet ved en likevektstemperatur på termostaten beveger seg kontinuerlig med kinetisk energi. På den annen side er loven om jevn energifordeling kjent fra statistisk termodynamikk, og i gjennomsnitt har hver partikkel til. Hvis du komponerer disse to energiene, får vi hastighetsformelen som presenteres ovenfor.
Så, vi fikk lengden, som kalles i fysikk elektronisk Debayevsky Radius eller Lengde.
Nå vil jeg vise den større konklusjonen av deby-ligningen. Forestill deg umiddelbart N-elektroner, som under handlingen av det elektriske feltet skiftes til noen verdi. Samtidig er et lag av volumladning med en tetthet av likhet dannet, hvor - elektronladningen er elektronskonsentrasjonen. Formula Poisson er velkjent fra elektrostatikk
Her er den dielektriske permeabiliteten av mediet. På den annen side beveger elektronene seg gjennom varmebevegelse og elektroner distribueres i henhold til fordelingen Boltzmanna
Erstatte Boltzmann-ligningen til Poisson-ligningen, vi får
Dette er Poisson Boltzmann-ligningen. Vi dekomponerer utstilleren i denne ligningen i en serie Taylor og kaster de andre bestillingsverdiene og over.
Erstatte denne dekomponeringen i Poisson-Boltzmann-ligningen og få
Dette er debay-ligningen. Et mer nøyaktig navn er Debye Hyukkel-ligningen. Når vi skjønte høyere, er plasma, som i et kvasi-hovedmedium, det andre siktet i denne ligningen er null. I første semester har vi i hovedsak lengde Debaica..
I inter-lagringsmediet er debayevsky lengden ca 10 meter, i det intergalaktiske mediet nær målere. Vi ser at disse er ganske store mengder, sammenlignet, for eksempel med dielektrisk. Dette innebærer at det elektriske feltet gjelder uten demping av disse avstandene, distribusjon av ladninger i de volumeterte ladede lagene, hvis partikler svinger nær likevektsposisjonene med en frekvens lik Lengmurovskaya.
Fra denne artikkelen lærte vi to grunnleggende verdier som avgjør om rommiljøet er plasma, til tross for at tettheten til dette mediet er ekstremt lite og rommet generelt er et fysisk vakuum i en makroskopisk skala. På lokal skala har vi både gass, støv eller plasma
Tags:
- plasma
- fysikk
- rom
Hovedfunksjonen i den fysiske tilstanden til interstellært medium (MS) er ekstremt lav tetthet. Typiske verdier - 0,1-1000 atomer i kuben. cm, og med karakteristiske hastigheter av molekyler ca. 10 km / s kollisjonstid mellom individuelle partikler når titusen og tusenvis av år. Denne tiden for mange størrelsesordener overskrider de karakteristiske tider av levetiden til atomer i spennende stater (på tillatte nivåer - bestille c). Følgelig er fotonet absorbert av atomet tid til å bli redusert fra et spent nivå, sannsynligheten for sann absorpsjon av ikke-ioniserte kvanteatomer av MZene (når den absorberte fotonens energi går inn i den kiniske energien til den kaotiske bevegelsen av partikler) er ekstremt liten.
Absorbsjonslinjen blir preget mot bakgrunnen til et kontinuerlig spektrum (kontinuum) allerede med optiske tykkelser i midten av linjen 
. Absorpsjonsseksjonen er forbundet med et optisk tykkelsesforhold. 
hvor er antall atomer på synet. Fordi Atomabsorberingen i linjen kan representeres som en harmonisk oscillator med demping, deretter beregningen og klassisk og kvantemekanisk gir en profil av absorpsjonsseksjonen
(Lorentz formel), hvor [C] er den fulle sannsynligheten for overgangen mellom atomnivåer, som er ansvarlig for denne absorpsjonslinjen (verdien karakteriserer semidudinlinjen),
. I det optiske området 
A, så i midten av linjen 
Cm 4.1. Ifølge absorpsjonslinjene i MZS observert i spektrene av stjerner, kan du bestemme urenheter med en ekstremt lav konsentrasjon. For eksempel, ta avstanden på 300 PCS cm (karakteristisk avstand til bright Stars.) Vi finner at ved interstellar absorpsjonslinjer kan konsentrasjonen av absorberende atomer bestemmes. 
cm - 1 atom i volumet av kubikkmeter! 4.1.1 Mangel på lokal termodynamisk likevekt
Åpenheten til MZS for stråling vil bestemme den viktigste fysiske egenskapen til interstellarplasmaet - fraværet lokal termodynamisk likevekt (Ltr). Husker det under forhold full termodynamisk likevekt Alle direkte og omvendte prosesser går med samme hastigheter (det såkalte. Prinsippet om detaljert balanse) og det er bare en temperaturverdi som bestemmer den fysiske tilstanden til mediet (lokale TDR betyr at på hvert punkt, en detaljert likevekt eksisterer og støtter TDD, men temperaturen er en funksjonskoordinater og tid) 4.2.
Tilnærmingen til LTR fungerer perfekt i tilfelle av store optiske tykkelser (for eksempel i dypet av stjerner), og ikke-LTRS-effekter blir bare synlige med (for eksempel i fotodene av stjerner, hvorfotonene er fri til gå inn i rommet).
I interstellært medium er konsentrasjonen av atomer Mala, 
Partikler i kuben. cm, optiske tykkelser er små og LTRA utføres ikke. Dette skyldes at (a) strålingstemperaturen i MZene (hovedsakelig stråling av stjerner) er høyt til, og elektron- og ionplasmatemperaturen bestemmes av kollisjonene av partiklene og kan variere mye fra strålingstemperaturen. Fordelingen av atomer og ioner om befolkningsbefolkninger bestemmes av balansen av ioniserings- og rekombinasjonsprosesser, men i motsetning til LTR, utføres ikke prinsippet om detaljert balanse. For eksempel, i coronal tilnærming (Grense for den lave partikkel tettheten, navnet kommer fra den fysiske tilstanden til plasmaet i solkronen) ioniseringen av atomer er laget av elektronens påvirkning, og fjerning av eksitasjon - ved spontane emitterende overganger, i hii-sonene og i Kvasarer, gassen er ionisert med stiv UV-stråling av den sentrale kilden, og nivåpopulasjonen bestemmes av utslippsprosessene rekombination. I disse eksemplene har direkte og inverse elementære prosesser forskjellig art, så forholdene er langt fra likevekt. Imidlertid, selv i et svært sjeldent romplasma, er Maxwell Electron Distribution i hastigheter satt (med temperaturen) i løpet av tiden mye mindre enn den karakteristiske tiden mellom kollisjonene til partiklene på grunn av fjernsele av Coulomb-styrkene 4.3 . Derfor kan Boltzmann-formelen brukes til å distribuere partikler av energier.
4.1.2 Magnetfelt Frost
Den viktigste komponenten i MSS, i stor grad bestemt av sin dynamikk, er det store magnetfeltet i galaksen. Gjennomsnittlig verdi av magnetfeltet i galaksen om GS. Under kosmiske plasmaforhold, et magnetfelt i de overveldende flertallsituasjonene nok på onsdag. Magnetfeltet er frosset på onsdag betyr å opprettholde en magnetisk flux gjennom en lukket ledende krets når den er deformert: 
. I laboratorieforhold oppstår vedlikeholdet av en magnetisk flux i media med høy ledningsevne 4.4. Under betingelsene for kosmisk plasma er imidlertid de store karakteristiske dimensjonene av kretsene under vurdering mer signifikant, og følgelig er svært demping av magnetfeltet sammenlignet med tiden for prosessen som blir studert. Vis det. Vurder volumet av plasmaet i hvilke strømmer som strømmer med en tetthet (strømtetthet er den nåværende styrken som tilskrives en enkelt plattform vinkelrett på den nåværende retningen). I samsvar med Maxwell-ligninger genererer strømmer et magnetfelt. Strømmen i plasma med den endelige ledningsevnen fades på grunn av jowle-tapene som er forbundet med kollisjonene til elektroner med ioner. Den tildelte varmen per tidsenhet i et enhetsvolum av plasma er. Magnetisk energi per volum er. Følgelig er den karakteristiske tiden for spredning av magnetisk energi i varmen (og den tilsvarende demping av feltet) i mengden med en karakteristisk størrelse definert som
(Dette estimatet med en nøyaktighet av faktor 2 sammenfaller med det nøyaktige uttrykket for diffusjonstiden til magnetfeltet i mediet med den endelige ledningsevnen). Ledningsevnen til plasmaet er ikke avhengig av tettheten og er proporsjonal og ligger i enheten. SGSE (om størrelsesorden verre enn kobber). På grunn av den store skalaen av den kosmiske plasma (astronomisk enhet eller mer), viser dempningstiden til magnetfeltet seg å være mer karakteristiske tider av området av området som omfattes av sirkelene under vurdering. Dette betyr at feltet oppfører seg som frossen og strømmen gjennom en lukket krets er lagret. Når du komprimerer plasmaklyset over feltet, øker magnetfeltverdien, og den fysiske årsaken til økningen i feltet er utseendet til en induksjons EMF som hindrer endringen i feltet.
Den frosne av magnetfeltet i plasmaet er en god tilnærming i nesten alle astrophysiske situasjoner (selv med dynamiske prosesser av kollapsen av stjerner på grunn av korte karakteristiske tider). Men i små skalaer kan denne tilnærmingen ikke utføres, spesielt på skalaen av en kraftig endring i feltet. Disse stedene er preget av skarpe svinger av magnetiske kraftledninger.
4.1.3 Forbudte linjer
.Den karakteristiske egenskapen til strålingen som oppstår i et optisk tynt, sjeldne medium, er evnen til å stråle i forbudte linjer Atomer. Forbudte spektrale linjer - linjer dannet under overganger i atomer med metastable nivåer (dvs. forbudt av utvalgsregler for elektriske dipoloverganger). Atomets karakteristiske tid i den metastable staten er fra C til flere. dag og mer. Ved høye konsentrasjoner av partikler (i jordisk atmosfære, cm i solfotosfæren) av kollisjonen av partikler fjerner eksitasjonen av atomer og de forbudte linjene observeres ikke.
Faktisk vurderer vi at linjen dannes under overgangen fra nivået til nivået med sannsynligheten for overgangen (antall overganger per tidsenhet) som strekker seg fra volumet av det optisk tynne plasma. Lysbarhet i kø
| (4.1) |
Hvor 
- Energien til en foton, 
,
- Relativ konsentrasjon av ionelement X på nivå, 
- overflod element x i forhold til hydrogen. Fordi Sannsynligheten for små, forbudte linjer viser seg å være ekstremt svake. Under LTR-nivået bestemmes nivået på nivået av Boltzmann-formelen og avhenger ikke av konsentrasjonen av elektroner.
Ved lave tetthetsforhold er situasjonen forskjellig. Vurdere for eksempel coronal tilnærmingNår ioniseringen av atomer bare utføres av elektroniske støt. Med Maxvellovsky-distribusjon i hastigheter, andelen av elektroner med energi som er tilstrekkelig til å initiere et nivå 
. Frekvensen av kollisjoner som fører til eksitering 
([cm / c] - Hastigheten av eksitasjon av atomet til nivået med elektronstråle, tilskrives et enkelt volum). Den komplette sjansen for et radiativt forfall av nivået på de resterende nivåene 
og fra eksitasjonsbalansen av forfall får vi en relativ konsentrasjon
Det kan ses at først, er befolkningen i nivået av ionen avhengig av konsentrasjonen av elektroner. For det andre, siden det viser seg at i likevekt (Boltzmann) tilfelle. Formelen for lysstyrke av linjen i den korronale tilnærmingen tar visningen
| (4.2) |
Det kan ses som (1) 
og (2) grenfaktor kan være omtrent 1 (for eksempel for lavere spennende nivåer). Dette betyr at strålingskraften både i tillatt og i de forbudte linjene i den korronale tilnærmingen skal være av en ordre og avhenger av størrelsen
Romplasma
Romplasma
-
plasma I Cosmich. plass og plass. objekter. K. s Nuclei, inter-lagring og intergalaktisk. plasma. Disse typer k. s. Varierer i sine parametere (jf. Tetthet S, jfr Energiene i partikler, etc.), så vel som stater: termodynamisk likevekt, delvis eller helt ikke-likevekt.
Interplanetary K. P. Tilstanden til oktoplanplasmaet, så vel som strukturen i rommet som er okkupert av det, avhenger av tilstedeværelsen av sin egen forstørrelse. Felt på planeten og dens fjernhet fra solen. Magn. Planets øker vesentlig fradragsområdet i Crosslap plasma, som danner naturlig magnetiske feller. Derfor er området med fradrag av oktoften plasma inhomogen. Stor rolle I dannelsen av oktoplanplasmaet spilles flyt av solplasma, som beveger seg nesten radio i live fra solen (såkalt. solfylt vind), Tettheten av til-ruget faller av avstanden fra solen. Direkte målinger Tettheten av solens vindpartikler nær jorden ved hjelp av rommet. Enhetene gir verdier S(1-10) cm -3. Plasma nær jorden plass. Plassen er vanligvis delt med plasma ionosfære Å ha S Opptil 10 5 cm -3 på høyder 350 km, plasma Strålingsbelter Lander ( S10 7 cm -3) og Magnitoshhere Earth.; opp til flere. Jordens radius strekker seg ikke. N. Plasmosphere, tetthet til-swarm S10 2 cm -3.
Plasma toppfunksjon. ionosphere, radiater. Beltene og magnetosfæren er at den er kollisjonsløs, dvs. de romlige temporale skalaene til bølgen og oscillasjonene. Prosessene i det er mye mindre kollisjon. Avslapping på energier og impulser fortsetter uten kollisjon, og gjennom kollektive grader av plasma frihet - oscillasjoner og bølger. I plasmaet av denne typen, som regel, er det ingen termodynamisk. Likevekt, spesielt mellom elektroniske og ionkomponenter. Høyreflytende i dem, for eksempel. Trommene bestemmes også av eksitasjon av småskala oscillasjoner og bølger. Et karakteristisk eksempel er kollisjonsløse, dannet når den solvinden på jordmagnetosfæren blir.
Star k. s. Solen kan ses som en gigantisk blodpropper av K. p. Med en tetthet som stadig øker fra ekstern. Deler til sentrum: krone, kromosfære, fotosfære, konvektiv sone, kjerne. I t. N. Normale stjerner høy temps gir termisk. Ionisering av stoffet og overfører den til plasmaskilstanden. High plasma støtter hydrostatich. likevekt. Maks. Beregnet tetthet k.P. I midten av vanlige stjerner S 10 24 cm -3, TEMP-PA opptil 10 9 K. Til tross for høy tettheter, er plasmaet her vanligvis ideelt på grunn av høy temp. Bare i stjerner med små masser (0,5 masse av Sun) -virkningen som er forbundet med imperfeksjonen av plasma, vises. Til sentrum. Regioner av normale stjerner av lengden på den frie kjørelengde av partiklene er små, så plasmaet i dem er en sammenstøtende, likevekt; på toppen. Lagene, spesielt kromosfæren og kronen, er plasmaet invalbitant. (Disse oppgjørsmodellene er basert på urm Magnetisk hydrodynamikk.)
I massive og kompakte stjerner kan densiteten K. n. Kan være på flere. bestillinger høyere enn i sentrum av normale stjerner. Så, B. Hvite dverger Tettheten er så stor at elektronene viser seg å være degenerert (se Degenerert gass). Ionisering av stoffet sikres av en stor quinetisk verdi. Energipartikler bestemt Fer mi-energi;.
Det er årsaken til idealiteten til K. s. I hvite dverger. Statisk. Likevekt er sikret av det fermiske presset av elektroner av degenerert plasma. Flere store tettheter av stoffet som oppstår i nøytronstjerner, fører til degenerasjonen av ikke bare elektroner, men også nukler. TIL neutron Stars. Kom - kompakte stjerner som har diametre 20 km på vekt 1 M..
Pulsar er preget av rask rotasjon (spiller en viktig rolle i mekanisk. Star likevekt) og Magn. DIPOLE-typen-feltet (10 12 g på overflaten) og Magn. Aksen sammenfaller ikke nødvendigvis med rotasjonsaksen. Pulsar har en magnetosfære fylt med relativistisk plasma, K-paradium er en kilde til utslipp av El.-Magn. bølger.
Temperaturområdet og tettheter K. n. Stor. I fig. Skjematisk viser en rekke plasmaarter og deres omtrentlige sted i diagrammetemperaturens tetthet. Som det fremgår av diagrammet, er sekvensen i å redusere tettheten til K. p. Omtrent som følger: plasma stjerner, et oljeaktig plasma plasma, plasma av kvasarer og galaktisk. Nuclei, Interplanetary Plasma, Interstellar og Intergalactic. plasma. Med unntak av plasma av kjernene til stjernene og bunnen. Lagene av det ufullstendige plasma, K. p. Er kollisjonsløs. Derfor er det ofte termodynamisk ikke-aquilibrium, og fordelingen av komponentene i ladningen. Partikler med hastigheter og energier er langt fra Maxwell. Spesielt kan de inneholde topper som svarer til av. Bunny kostnad. Partikler, være anisotropiske, spesielt i vanlige. Kosmisk. Felt, etc. En slik plasma "blir kvitt" fra ikke-likevekt, er ikke gjennom kollisjoner, men NAB. Raskt - gjennom eksitasjonen av El.-Magn. Oscillasjoner og bølger (se Samle støtbølger). Dette fører til at strålingen av Cosmich. Objekter som inneholder kollisjonsløs plasma er mye overlegen til kraften i likevektstråling, og er forskjellig fra Plankovsky. Eksempel er kvasarer, K-ry og i radio og optisk. Utvalget er ikke-likevekt. Og til tross for tvetydigheten av teoretisk. Tolkninger av den observerte strålingen, alle teorier indikerer betydningen av rollen som strømmer av relativistiske elektroner som sprer seg på bakgrunnen til hovedplasmaet.
Dr. Kilde til ikke-likevektsradioutslipp - radiogalaksier C-Ry i størrelse er betydelig bedre enn galaksene som er synlige i optikk. Område. Relativistiske elektroner utgitt av galakser og forplantning mot bakgrunnen til plasma Galaxy er også viktige her. Ikke-likevekt av magnetosfærisk plasma, som også vises i nærvær av trinnladning. Partikler fører til kilometer radilasjon av jorden.
Klassifisering av plasmaarter: GR - Gassutladning plasma; MHD - plasma i magnes-torhydreinamiske generatorer; Treip-M - plasma i termonukleære magnetiske feller; Pip-L - Plasma under betingelser for laser termonukleær syntese: EGM - i metaller; EDP \u200b\u200b- elektron-hull plasma i halvledere; BQ-Degenerert elektronisk i hvite dverger; Og - plasma av ionosfæren; SV - Plasma av solvinden; Sc - plasma solkrone; C - plasma i sentrum av solen; MP - plasma i pulsar magnetosfærer.
Ikke-likevektsplasma-fenomener fører også til at plasma ikke bare er kraftig utstråler, men blir også turbulent på grunn av at det er bestemt. Typer av spennende bølger og oscillasjoner er enten "forsinket" i plasma i lang tid, eller kan ikke "forlate" plasma i det hele tatt (for eksempel Langmurovsky). Dette gjør at du kan finne en måte å løse problemet med såkalt. "Eide" elementer i teorien om opprinnelsen til elementer i universet. Naib. En felles opprinnelsesteori i elementene innebærer at fra de første protonene og nøytronene dannes de av følgende. Neutronfangst, og når den nye isotopen er overbelastet med nøytroner, så som et resultat av det radioaktive forfallet med utslipp av en elektron og et nytt element oppstår. Imidlertid er det "administrerte" elementer (f.eks. Litium, bor, etc.), dannelsen av en form kan ikke forklares ved fangst av nøytroner; Opprinnelsen deres kan være knyttet til akselerasjonen av ladningen. partikler i regioner med høy grad Plasma-turbulens og påfølgende kjernefysiske reaksjoner av akselerert partikler.
K. P. Fjernobjekter undersøkes av eksterne spektralmetoder ved hjelp av optisk. Teleskoper, radio teleskoper, ut av eddemorphic satellitt teleskoper i røntgen og G-bånd stråling. Ved hjelp av enheter installert på raketter, satellitter og plass. enheter, utvider raskt rekkevidden av direkte måling av parametere K. n. Innenfor Solsystemet. Disse metodene inkluderer bruk av sonde, bølge lav og høyfrekvente spektrometri. Målinger, magnemålinger. og elektrisk. felt (se Plasma diagnose). Således ble detektert radiaz. Jordbelte, Collisionless sjokkbølge Foran magnetosfæren på jorden, halen av magnetosfæren, jordens ladier stråling, magnetosfæren av planeter fra kvikksølv til Saturn, etc.
SOVR. Kosmisk. Teknikken lar deg teste. Aktive eksperimenter i rommet er aktivt påvirket av K. s., Først av alt, den near-jord, radioutslipp, lading av lading. Partikler, plasmapropper, etc. Disse metodene brukes til å diagnostisere, naturlig modellering. prosesser i reelle forhold, igangsetting av naturen. fenomen (f.eks. Polar glans).
Typer K.P. I Kosmologi. Av politimann. Representasjoner, universet oppsto i såkalt. Big Bang (BG Bang). I løpet av perioden med separasjon av stoffet (ekspanderende univers), i tillegg til tyngdekraften, bidrar det å bestemme splittet, tre andre typer interaksjon (sterk, svak og e-postmagnetisk) til plasmafenomener i forskjellige stadier av ruinene. Med ekstremt høy tempopax karakteristisk for tidlige stadier Ruiner, partikler som for eksempel W + - og Z 0 -bosoner ansvarlig for svake interaksjoner Det var masseløse, som fotoner (El.-Magn. Og svake interaksjoner). Dette betyr at det var lenge hensiktsmessig, i K-ROM-analogen av selvkonsekvent El.-Magn. Feltet var Yang - Mills-feltet. T. om., Hele lepton-komponenten i stoffet var i en tilstand av plasma. Tatt i betraktning forbindelsen til reglene som er tilgjengelige i standardmodellen t. og termodynamisk likevekt tempo T.: T (C.)1/ T. 2 .
(Temp-Pa i MEV), du kan estimere tiden, under K-Poro var det et slikt lepton plasma. På Pace-Pax T, nærmer seg energien til resten z 0-posten Mz. med 2 100 GEV (passende tid t.10 -10 s), oppstår med Spontan brudd på symmetri Svak og El.-Magn. Interaksjoner som fører til fremveksten av massene i W + -
og Z 0-tos, hvorpå bare ladet samhandler med hjelp av bare alene langvarig styrker - elektromagnetisk.
Hadronen (sterkt interaksjon) komponent av stoffet i en slik høy tempo pax er også i en slags plasma tilstand, kalt. Quartgloon plasma. Her mellom kvarker utføres også av masseløse gluoner. Med tetthetene i Hot Quark-Gluon Plasma ( S T 3.) med jfr. Avstanden mellom elementære partikler er 10-13 cm - kjernen radius (samtidig T.100 MEV) Quark-Gluon Plasma er ideell og kan være ugyldig. Med videre kjøling av universet, når under t.10 -4 med tempo pa dråper til T.100 MEV (Energy of Resting-Mezons) er det en ny faseovergang: Et Quark-gluon plasma er en adonle (preget av kort rekkevidde med en radius av interaksjon 10-13 cm). Dette stoffet består av stabile nukler og raskt desintegrerende hadroner. Generell stat K. P. I det neste bestemmes perioden av ladningen. Lepton (hovedsakelig en elektron-positron) komponent, siden i universet, holdningen til en komplett baryon-avgift til Lepton og dette forholdet er svært lite (10 -9). Som et resultat, med lave tider ( t.1 c) K. s. Er ultrarelativistisk og hovedsakelig elektron-positron. På tidspunktet for tiden t.1 Med tempo-Pa av elektron-positron-plasmaet faller til 1 MEV og under, mens intensiv tilintetgjørelse av elektron-positron, hvorpå K. P. langsomt nærmet seg modellen. En tilstand ved å endre sammensetningen av elementære partikler.
Tent: Picelner S. B., Grunnleggende av kosmisk elektrodynamikk, 2 ed., M., 1966; Akasuof S. I., Chepman S., Sunny-Earth, Per. fra engelsk, del 1-2, M., 1974-75; ARZIMOVICH L. A., SAGDEEV R. 3., Plasma Physics for Fysikere, M., 1979.
V. N. Oraevsky, R. 3. Sugdeev.
Fysisk encyklopedi. I 5 volumer. - M.: Soviet Encyclopedia. Ansvarlig redaktør A. M. Prokhorov.. 1988 .
