在等离子物理实验室中探索恒星和行星来源

物理学家Himawan Winarto与PS从纸后面的纸。

美国能源部（DOE）Princeton等离子物理实验室（PPPL）的研究人员提出了一种核实广泛持有但未经证实的理论解释的验证恒星和行星的形成解释。该方法从普林斯顿磁化机构不稳定（MRI）实验的仿真生长，旨在证明据称已经用天体填充了宇宙的MRI过程的独特实验室装置。

宇宙尘埃

设计用于复制导致宇宙灰尘横跨恒星和行星的旋转云的过程的新颖设备，包括两个以不同速度旋转的流体填充的同心圆柱体。该设备旨在复制被认为导致旋流云逐渐缩小的稳定性所谓的角色动量并坍塌进入他们轨道的越来越多的身体。这种势头将地球和其他行星牢牢固定在其轨道内。

“在我们的模拟中，我们实际上可以看到实验中的MRI发展，”PPPL等普林斯顿物理学中的普林斯顿计划中的研究生普林斯·沃尔托说，普遍审查了ethat报道了调查结果。“我们还提出了一个新的诊断系统来衡量MRI，”Winarto表示，该主题的兴趣是东京 - 普林斯顿大学的实习生在普林斯顿大学的一本本科生的差异化物理学中的伙伴关系。

建议的系统将测量旋转内圆柱在实验中产生的径向或圆形磁场的强度。由于场的强度强烈地与预期的湍流不稳定相关，因此测量可以帮助确定湍流的源。

“我们的整体目标是向世界展示我们明确地看到实验室的MRI效应，”Himawan的项目之一关于该论文的章节的导师Meaticicist Erik Gilson表示。“Himawan提出的是一种新的方式来看我们测量以获得MRI的精髓。”

令人惊讶的结果

模拟表现出一些令人惊讶的结果。虽然MRI通常仅以足够高的气缸旋转率可观察到，但是新发现表明在达到实验旋转速率的上限之前可能会很好地看到不稳定性。“这意味着速度更接近我们现在正在运行的费率，”WinArto说，“和我们应该瞄准的转速的项目，以便看到MRI。”

发现MRI来源的一个关键挑战是存在类似于MRI但实际上的其他效果的存在。这些欺骗性效果中的突出是所谓的瑞利稳定性，将流体分解成较小的包装，以及改变流体流动的轮廓的Ekman循环。新的模拟清楚地表明“MRI，而不是ekman流通或瑞利不稳定，主导了预期MRI的地区的流体行为，”WinArto说。

因此，调查结果揭示了填充宇宙的恒星和行星的生长。“模拟对于指向正确的方向，帮助解释一些实验的一些诊断结果，”吉尔森说。“我们从这些结果中看到的是，MRI的信号看起来像他们应该在实验中更容易地看到的那样，而不是我们以前想过的。”

参考：“普林斯顿磁化机构不稳定实验的参数空间映射”由HIMAWAN W.Winarto，Hantao Ji，Jeremy Goodman，Fatima Ebrahimi，Erik P.Gilson和Yin Wang，2020年8月24日，物理评论E.Doi：
10.1103 / physreve.102.023113

这项工作的资金来自美国能源办公室;美国宇航局;和最大普朗克 - 普林斯顿等离子体物理中心。合作者包括PPPL物理学家法蒂玛Ebrahimi和尹王; Hantao Ji，普林斯顿大学的PPPL物理学家和天体物理学教授;普林斯顿大学天体物理科学教授和Jeremy Goodman。德克萨斯州的Jean-Luc Guermond提供了SFEMANS仿真代码在纸上广泛使用。