Дослідники змоделювали гравітацію “зоряного типу” всередині сфери діаметром 3 см.
Фізики з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі використовували звукові хвилі для створення сферичного гравітаційного поля та моделювання конвекції плазми, що впливає на нього. Це допоможе краще досліджувати космічну погоду і відтворювати в експериментах на Землі складну фізику зірок.
Конвекції при русі гарячого газу під дією гравітаційноподібної акустичної сили в сферичній скляній посудині. Зображення: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.
Розпечена плазма, що формує зірку, знаходиться в постійному русі. Наближаючись до поверхні, вона охолоджується і починає рухатися вглиб до ядра, щоб знову нагрітися. В результаті формуються конвекційні потоки, які в свою чергу генерують магнітне поле.
Щоб створити свою модель фізики заповнили сферичну скляну оболонку шириною 3 см газоподібної сіркою і нагріли газ в центрі до 4 000 °С за допомогою мікрохвильового випромінювання. Звукові хвилі всередині кулі діяли подібно силі тяжіння, обмежуючи рух гарячого газу. При цьому акустична сила, сформована всередині такої моделі в тисячу разів перевищує силу гравітації на поверхні Землі. Це означає, що у всіх експериментах саме акустична гравітація буде керувати поведінкою моделі.
Конвекційні потоки акустичної гравітації всередині моделі. Відео: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.
Відеозаписи сфери під час експериментів показують складний рух газу після включення акустичної сили. Дослідники визначили цей рух як конвективний потік, керований газом, що нагрівається поблизу центру. Вони ідентичні тому, що відбувається на газоподібній планеті-гіганті або зірці. Гарячі згустки газу в моделі “піднімаються на поверхню”, утворюючи яскраві шлейфи.
Здатність контролювати і маніпулювати плазмою таким чином, щоб моделювати конвекцію, допоможе вченим зрозуміти і передбачити, як сонячна погода впливає на космічні кораблі і системи супутникового зв’язку, відзначають вчені.