等离子体最具体模仿图来了
一项5月29日公布于预印本渠道arXiv的研讨,对漂浮在世界中的混沌超音速等离子体进行了最具体的模仿,提醒了杂乱的漩涡磁场图。
等离子体的结构,图中用不相同的色彩代表了不同的电荷密度和气体密度。图片来自:James R. Beattie
带电粒子云或等离子体在世界中无处不在,既能够小规范存在,如太阳风,也能够掩盖很远的间隔,如整个星系。这些云阅历湍流,后者类似于地球大气层中的空气。这决议了世界的要害特征,如磁场在太空中的改变或恒星构成的速度。
但是,湍流固有的混沌性质,以及等离子体以不同速度稠浊在一起,使得人们无法以数学上的准确方法猜测等离子体的行为。
现在,美国普林斯顿大学的James Beattie和搭档运用德国莱布尼茨超级核算中心的SuperMUC-NG超级核算机,进行了同类核算机中最大的混沌等离子体模仿。
研讨人员将等离子体固定在1万立方体网格上,并对其进行人工混搅,就像拌和咖啡相同,以调查湍流是怎么在其中发生波纹的。Beattie说,如果在一台规范单核核算机上运转模仿则需求1万年。
从模仿网格一个非同小可的切片中,研讨人能调查到等离子体杂乱的结构。图画上半部分显现了电荷密度,红域表明高密度,蓝域表明低密度。图画下半部分显现气体密度,黄橙色表明高密度,绿色表明低密度。白线表明发生的磁力线概括。
Beattie表明,除了让研讨人员了解等离子体一般怎么在世界中运动外,这次模仿还有一个意想不到的成果。该团队了解到,来自巨大等离子体的磁场运动不会如涓涓细流般到达最小规范,而是从大规范湍流一直运动到原子自身。
“大规范和小规范的混合特性好像十分不同。事实上,小规范湍流比你预期的要小得多。”Beattie说。(来历:我国科学报王方)