超级计算机模拟探索磁性重新连接时令人惊讶的发现

时间：2022-03-09 13:25:03 来源：

两个磁化等离子体羽毛的碰撞显示Biermann电池介导的重新连接。

磁性重新连接，磁场线撕裂并返回在一起的过程，释放大量的动能，在整个宇宙中发生。该过程产生了极光，太阳能耀斑和地磁风暴，可以破坏地球上的手机服务和电网。然而，在磁重新连接研究中的一项重大挑战桥接这些大规模的天体物理场景和在实验室中可以进行的小规模实验之间的差距。

研究人员现在通过巧妙的实验和尖端模拟来克服这一屏障。在这样做时，他们已经发现了一个名为“Biermann电池效应”的普遍过程的先前未知的作用，其结果在出乎意料的方式中影响磁重新连接。

Biermann电池效果，可能的种子遍布我们宇宙的磁场，产生了产生这些领域的电流。通过计算机模拟制作的惊喜发现，显示效果可以在地球磁层与天体物理等离子体相互作用时在重新连接中发挥重要作用。该效果首先生成磁场线，但是，然后反转角色并将其切割，如切片橡皮筋的剪刀。然后切片字段重新连接远离原始重新连接点。

该模拟模拟了中国实验结果，在极端压力状态下研究了高能密度的等离子体物质。该实验用来从固体金属靶标出一对血浆泡沫。三维等离子体的模拟（见页面顶部的图像）跟踪了泡沫和磁场的膨胀，磁场产生了生成的，跟踪场的碰撞以产生磁重新连接。研究人员在美国能源的橡木岭领导楼层计算设施的泰坦超级计算机上进行了这些模拟，在橡树岭国家实验室。

结果“提供了一个新的平台，用于在实验室中复制在天体物理等离子体中观察到的重新连接，”普林斯顿等离子物理实验室等普林斯顿物理计划中的研究生杰克逊Matteucci说。

通过弥合实验室实验和天体物理过程之间的传统差距，这些结果在努力中开辟了一个新的篇章，以了解宇宙。

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由国防科学和工程研究生奖学金计划部分提供的资金。

抽象的：

激光驱动等离子体中的3-D磁性重新连接：新颖的建模提供了对实验室和天体物理床单的洞察
力9：30 AM-12：30 PM，2019年10月24日星期四：
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