Z Plazmawiki
Skocz do: nawigacja, szukaj

Plazmoid jest spójną strukturą plazmy i pola magnetycznego. Jest on proponowany jako wyjaśnienie zjawisk naturalnych, takich, jak pioruny kuliste[1], bąble magnetyczne w magnetosferze,[2] obiekty w warkoczach komet[3], wietrze słonecznym[4][5], atmosferze Słońca[6] oraz w heliosferycznym arkuszu prądowym. Plazmoidy wytwarzane w laboratorium obejmują konfiguracje z odwróconym polem, sferomaki i działa plazmowe.

Oddziaływanie dwóch plazmoidów, wystrzelonych w odległości 10 cm od siebie, w polu magnetycznym o natężeniu 4800G, pokazujące podobieństwa do galaktyki spiralnej z poprzeczką.[7]
Naturalny plazmoid powstały w ogonie magnetycznym Ziemi.

Słowo plazmoid zostało ukute w 1956 przez Winstona H. Bosticka i oznacza jednostkę plazmowo-magnetyczną[8]:

Plazma emitowana jest nie w formie obłoku, lecz torusa. Będziemy nazywać tą toroidalną strukturę plazmoidem, co oznacza jednostkę plazmowo magnetyczną. Słowo plazmoid posłuży za ogólne określenie na tego typu struktury.

Charakterystyka

Bostick napisał:

Plamzoid jawi się jako cylinder plazmy rozciągnięty wzdłuż pola magnetycznego. Posiada on mierzalny moment magnetyczny, prędkość translacyjną, poprzeczne pole elektryczne i mierzalne rozmiary. Plazmoidy mogą ze sobą oddziaływać, w widoczny sposób się od siebie odbijając. Ich orbity mogą się zakrzywiać ku sobie nawzajem. Można je zmusić do spiralowania, aż do zatrzymania się, wrzucając je w gaz o ciśnieniu ok 10-3 Hg. Można również sprawić, że się wzajemnie pofragmentują na kawałki. Istnieją skąpe dowody na to, że ulegają podziałom i posiadają spin.

Zastosowania kosmiczne

Bostick zastosował swoją teorię plazmoidów do zjawisk astrofizycznych. W swojej publikacji z 1958[9] zastosował plazmowe transformacje podobieństwa do pary plazmoidów wystrzelonych z działa plazmowego, które oddziaływały ze sobą w sposób symulujący powstawanie galaktyk.[10][7] (Zobacz grafikę u góry z prawej)

Proste generowanie plazmoidów

Plazmoid jest dość łatwo wytworzyć przy pomocy kuchenki mikrofalowej o ośrodka, który zainicjuje jego tworzenie.[11] Można ot osiągnąć mikrocząstkami węgla z dymu z ognia lub knota, lub komórek biologicznych, jak winogrona[12] (elektrony próbują się przedostać przez silnie izolującą skórkę). Dzieje się tak dlatego, że mikrofale, będące promieniowaniem elektromagnetycznym wysokiej częstotliwości, rzędu GHz, są w stanie wzbudzić bezelektrodowe wyładowanie gazowe w powietrzu[13], co jest procesem podobnym do tego w lampie siarkowej. Wzbudzona mikrofalami plazma posiada dwie własności:

  • Jeśli zastosuje się ją w trwałym trybie fali powierzchniowej, szczególnie dobrze nadaje się do generowania plazmy o dużej objętości i gęstości.
  • Zarówno w trybie fali powierzchniowej jak i trybie rezonatora, może ona wykazywać wysoki stopień lokalizacji powierzchniowej. Umożliwia to przestrzenne odseparowanie lokalizacji generowania plazmy i przetwarzania powierzchni (patrz: plazma pożarzeniowa). Separacja taka, wraz z odpowiednim przepływem gazu, może zredukować negatywny wpływ cząstek uwalnianych w procesie substracji na chemię plazmy w fazie gazowej.

Przypisy

  1. Silberg, Paul A., "Ball Lightning and Plasmoids", (1962) Journal of Geophysical Research, Vol. 67, p.4941 PEERREVIEWED
  2. Hones, E. W., Jr., "The magnetotail - Its generation and dissipation", (1976) Physics of solar planetary environments; Proceedings of the International Symposium on Solar-Terrestrial Physics, Boulder, Colo., June 7-18, 1976. Volume 2.
  3. Roosen, R. G.; Brandt, J. C., "Possible Detection of Colliding Plasmoids in the Tail of Comet Kohoutek" (1976), Study of Comets, Proceedings of IAU Colloq. 25, held in Greenbelt, MD, 28 October - 1 November, 1974. Edited by B. D. Donn, M. Mumma, W. Jackson, M. A'Hearn, and R. Harrington. National Aeronautics and Space Administration SP 393, 1976., p.378
  4. Lemaire, J.; Roth, M., Differences between solar wind plasmoids and ideal magnetohydrodynamic filaments Planetary and Space Science, Volume 29, Issue 8, p. 843-849 PEERREVIEWED
  5. Wang, S.; Lee, L. C.; Wei, C. Q.; Akasofu, S.-I., A mechanism for the formation of plasmoids and kink waves in the heliospheric current sheet (1988) Solar Physics (ISSN 0038-0938), vol. 117, no. 1, 1988, p. 157-169. PEERREVIEWED
  6. Cargill, P. J.; Pneuman, G. W., "The energy balance of plasmoids in the solar atmosphere"FULL TEXT (1986), Astrophysical Journal, Part 1 (ISSN 0004-637X), vol. 307, Aug. 15, 1986, p. 820-825. PEERREVIEWED
  7. 7,0 7,1 Bostick, W. H., "What laboratory-produced plasma structures can contribute to the understanding of cosmic structures both large and small" (1986) IEEE Transactions on Plasma Science (ISSN 0093-3813), vol. PS-14, Dec. 1986, p. 703-717. PEERREVIEWED
  8. Bostick, Winston H., "Experimental Study of Ionized Matter Projected across a Magnetic Field", (1956) Physical Review, vol. 104, Issue 2, pp. 292-299. PEERREVIEWED
  9. Bostick, Winston H., "Possible Hydromagnetic Simulation of Cosmical Phenomena in the Laboratory"FULL TEXT (1958) Cosmical Gas Dynamics, Proceedings from IAU Symposium no. 8. Edited by Johannes Martinus Burgers and Richard Nelson Thomas. International Astronomical Union. Symposium no. 8, p. 1090
  10. W. L. Laurence, "Physicist creates universe in a test tube," New York Times, p. 1, Dec. 12, 1956.
  11. Heather Hosack, Nathan Marler, and Dan MacIsaac Microwave Mischief and Madness THE PHYSICS TEACHER Vol. 40, May 2002, Department of Physics & Astronomy, Northern Arizona University
  12. Slow Motion Plasma In The Microwave Video Link
  13. Karl D. Stephan Microwave generation of stable atmospheric-pressure fireballs in air (2006) Phys. Rev. E 74, 055401(R) PEERREVIEWED
  • Bostick, W. H., "Experimental Study of Plasmoids",FULL TEXT Electromagnetic Phenomena in Cosmical Physics, (1958) Proceedings from IAU Symposium no. 6. Edited by Bo Lehnert. International Astronomical Union. Symposium no. 6, Cambridge University Press, p.87

Zobacz również