Эксперимент с плазмой в космосе

С начала 1990-х годов повышенный интерес у физиков стала вызывать так называемая пылевая плазма, отличающаяся от плазмы обычной присутствием в ней относительно крупных (в сравнении с размерами ионов) микрочастиц-пылинок диаметром от 10 до 100 нанометров. Интерес ученых возник поневоле, поскольку пыль в плазме существенно портила тонкие технологические процессы плазменного травления, применяемые в производстве микрочипов. Углубленное же изучение проблемы показало, что одноименно заряженные микрочастицы, находящиеся в потоке плазмы, вопреки интуиции и законам физики не разлетаются в стороны, а притягиваются друг к другу, образуя крупные комки и загрязняя чистоту обработки.

Более тщательное изучение проблемы – эксперименты на земле и в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции, компьютерное моделирование – привело исследователей к выводу о том, что пылевая плазма в плазменных потоках представляет собой совершенно особое состояние вещества. Одна из важнейших особенностей данного состояния – это постоянно идущие в нем сильные процессы диссипации, т.е. энергетических обменов с внешней средой, обеспечивающие образование самоорганизующихся структур. При этом плазменные потоки и электрические поля создают для пыли весьма специфические условия, обеспечивающие притяжение одноименно заряженных пылевых частиц на больших расстояниях. При подходящих условиях естественным следствием этих процессов может становиться образование в плазме устойчивых «пылевых кристаллов».

Эксперименты такого рода в условиях гравитации обычно приводят к формированию плоских кристаллов в виде решетки вихревых конвективных ячеек регулярной структуры. Однако в опытах с компьютерными симуляциями, моделирующими отсутствие силы тяжести, плоский вихрь приобретает цилиндрическую форму, а образующие его пылинки могут самоорганизовываться в структуры одинарной или двойной винтовой спирали. Не заметить сходство с ДНК тут, ясное дело, довольно сложно. И летом 2007 г. в «Новом журнале физики», быстро набравшем популярность и авторитет онлайновом международном издании, была опубликована весьма дискуссионная работа о текущих итогах в изучении плазменно-пылевых кристаллов. Статью подготовили один из патриархов физики плазмы, академик Вадим Н. Цытович, и группа его коллег из институтов России, Германии и Австралии, а итоги ее свелись к выводу об открытии структур, весьма похожих на неорганическую жизнь.[4]

В частности, исследователями установлено, что определенные условия среды, повсеместно обнаруживаемые в космосе, могут приводить к самообразованию спиралевидных структур из частиц пылевой плазмы. При этом в некоторых из таких структур отмечены так называемые бифуркации радиуса, т.е. резко изменяющиеся переходы от одного радиуса винта к другому и обратно, что предоставляет механизм для хранения информации в терминах длины и радиуса секций спирали. Более того, в некоторых компьютерных симуляциях спираль разделялась на две, эффективно воспроизводя саму себя. В других экспериментах две спирали вызывали структурные изменения друг в друге, а некоторые спирали даже демонстрировали эволюцию, с течением времени преобразуясь в более устойчивые структуры…

Источник: documental.su

Похожие новости:
Живые организмы в космосе: подведены итоги эксперимента
На протяжении полутора лет на МКС проводился эксперимент, призванный выяснить, способны ли живые организмы выжить в условиях открытого космоса.В 2008 году ученые отправили на орбиту комплект различных биологических материалов: споры бактерий, семена, лишайники, сообщает «WordScience.org». Образцы были помещены ..
2012-06-28 3192 0 Научные открытия
0
Исследование опровергло данные о превышении скорости света
Международная команда ученых, изучающая частицы нейтрино, которые создают впечатление двигающихся быстрее скорости света, опровергли поразившее научный мир открытие. Проведенный ими эксперимент показал, что была допущена ошибка. Объявление в сентябре, подкрепленное новыми исследованиями, совершило фурор в научном ..
2011-11-28 2250 0 Научные открытия
0
Падение капли заняло учебный год
Британские физики представили более наглядную и быструю версию знаменитого эксперимента с падающей каплей битума, сообщается в журнале Physics Education. Сверхвязкая жидкость капает из пяти сосудов с различным диаметром горлышка. Самый долгий эксперимент в мире проходит с 1927 года ..
2014-07-02 1483 0 Научные открытия
0
НАСА засекретит результаты важнейших генетических исследований человека на МКС
НАСА не предаст публичному оглашению результаты медицинского исследования по влиянию годового пребывания в космосе на здоровье астронавта Скотта Келли. Об этом сообщает Nature News. Второй бортинженер Скотт Келли будет находиться на Международной космической станции (МКС) с конца марта ..
2015-03-28 3133 0 Научные открытия
1
Вновь подтверждено преодоление скорости света нейтрино
По информации РИА новости, научная группа Opera все таки повторила эксперимент с нейтрино, однако её результаты оказались прежними. По словам Натальи Полухиной, которая является одним из участников проекта, новые результаты показали, что нейтрино преодолел 730 километров на 57 наносекунд быстрее скорости ..
2011-11-16 2187 2 Научные открытия
0
Эксперимент с лазером объяснил зарождение жизни от удара метеорита
Благодаря высокомощному лазеру в пражской лаборатории ученые смогли воссоздать удар астероида (или кометы) по поверхности древней Земли и получить, за долю секунды, все органические компоненты РНК (рибонуклеиновой кислоты), которую считают первым носителем генетической информации. Результаты эксперимента ..
2014-12-10 1544 0 Научные открытия
-1
Состоялось предсказанное обнаружение в космосе изомера органической молекулы
Немецкие и американские ученые нашли к космосе следы изомеров органической молекулы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science. Астрономы обнаружили в газопылевом облаке Стрелец B2 органические вещества: структурные изомеры пропилцианида. Вещество, называемое также бутиронитрил, или нитрил ..
2014-09-27 1466 0 Научные открытия
-1
Физики сообщили об объективной реальности волновой функции
Физики из Австралии и Франции провели эксперимент, который, по их словам, указывает на реальность волновой функции (пси-функции). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте New Scientist. Квадрат модуля волновой функции определяет ..
2015-02-04 2227 0 Научные открытия
-1
Новый эксперимент опроверг, что частицы нейтрино движутся быстрее скорости света
Специалисты из Национального института ядерной физики в Гран-Сассо (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) подтвердили сегодня, что частицы нейтрино не движутся быстрее скорости света. Об этом говорится в пресс-релизе, распространенном Европейским центром ядерных исследований (CERN). Как говорится в документе, новый ..
2012-03-19 2417 2 Научные открытия
0
Физики усложнили самый красивый эксперимент
Исследователи продемонстрировали волновую природу самых крупных на данный момент молекул в эксперименте по квантовой интерференции на дифракционной решетке. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Эксперимент с квантовой интерференцией некоторые исследователи называли "самым красивым" в истории физики. В новой ..
2012-03-26 1456 0 Научные открытия
0
Ученые: бактерии способны изменять клетки человека
Учеными впервые показано, что бактерии способны перепрограммировать клетки, превращая их в подобие подвижных стволовых клеток, используемых для проникновения в мышечную и нервную систему организма. Эксперимент проводился на мышах. В ходе исследования ученые внедрили бактерии в глиальные клетки мозга, которые ..
2013-01-21 2034 0 Научные открытия
0
Команда физиков полностью изменила квантовое измерение
Команда физиков из Инсбрукского университета (англ. University of Innsbruck), Австрия, провели эксперимент, который на первый взгляд противоречит основам квантовой теории. Команда во главе с Рейнером Блатт полностью изменила квантовое измерение в прототипе квантового процессора, сообщает labscience.ru. ..
2013-02-25 1782 0 Научные открытия
0
Эксперимент помог ученым сделать животных умнее
Имплантация клеток человеческого мозга позволила сделать животных более умными. Это стало известно после ряда экспериментов над новорожденными грызунами. Новизна данного достижения заключается в том, что исследователям удалось внедрить в мозг животных зародыши глиальных клеток мозга человека. ..
2013-03-20 1801 0 Научные открытия
0
Ученые синтезируют 119-й и 120-й элементы таблицы Менделеева
Японские ученые из государственного Института естественных наук "Рикэн" готовятся синтезировать 119-й и 120-й элементы таблицы Менделеева. Об этом рассказал сегодня один из участников исследовательской группы. Для того, чтобы получить пока не существующий 119-й элемент, ученым предстоит ..
2012-10-7 3620 5 Научные открытия
0
Физики проконтролировали движение электронов с точностью до трех аттосекунд
Группа исследователей при участии российских физиков сумела провести эксперимент, в котором им впервые в мире удалось контролировать сверхбыстрые движения электронов с точностью до трех аттосекунд. Эксперимент проводился на лазере на свободных электронах FERMI, установленном в международном исследовательском центре «Elettra ..
2016-02-23 1417 0 Научные открытия
-1