Gazeta.ru на рабочем столе
для быстрого доступа
Установить
Не сейчас

Российские физики создали в лаборатории миниатюрные голубые струи и красные спрайты

Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах. Открытое явление можно использовать для исследования голубых струй (джетов) и красных спрайтов — световых явлений, наблюдаемых в верхних слоях атмосферы на высотах в десятки километров и образующихся естественным путем над областями с грозовой активностью. Подробнее результаты исследований ученых описаны в журналах Physics of Plasmas и «Письма в ЖЭТФ», а также в книге из серии Horizons in World Physics. Исследование диффузных разрядов атмосферного давления и их применений было поддержано Российским научным фондом (РНФ).

Новое явление ученые впервые наблюдали во время экспериментов по созданию диффузной плазмы атмосферного давления, проводимых в рамках проекта РНФ. Было замечено, что перпендикулярно к середине канала разряда появлялись струи плазмы. Повторив эксперименты, ученые установили место, в котором возникает струя — область изгиба плазменного канала, и явление получило название апокампа от греческих слов από — «от» и κάμπη — «изгиб».

Для возникновения апокампа нужны два электрода и импульсно-периодический генератор, формирующий импульсы высокого напряжения. На электроды подается напряжение. При этом канал электрического разряда должен изгибаться, например, за счет наклона электродов. Плазменная струя формируется от места этого изгиба. Апокамп появляется с бóльшей вероятностью, если в используемом газе или смеси газов есть электроотрицательные компоненты, такие как кислород.

Плазма апокампа состоит из двух частей: отростка, который одной стороной контактирует с каналом импульсно-периодического разряда, и струи — стримера, фронт которого движется со скоростью 100-220 километров в секунду. Температура плазмы апокампа в разных его частях колеблется от 100 °С до 1300 °С.

Открытое явление можно использовать для исследования голубых струй (джетов) и красных спрайтов — световых явлений, наблюдаемых в верхних слоях атмосферы на высотах в десятки километров и образующихся естественным путем над областями с грозовой активностью. Интерес к их изучению существенно возрос в последние годы благодаря появлению все более совершенных технических средств наблюдения: как космических станций, так и специальных самолетов-лабораторий.

Эксперименты, проведенные в лаборатории оптических излучений Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН, показали, что многие свойства голубых джетов и красных спрайтов совпадают со свойствами апокампов при соответствующих давлениях. Так, фронты голубой струи и апокампа движутся с одинаковой скоростью, а спектральные характеристики голубых струй и красных спрайтов совпадают со спектральными характеристиками апокампа. Кроме того, апокампы, голубые струи и красные спрайты схожи по цвету и форме. Например, голубые струи также состоят из двух частей. Нижняя, примыкающая к грозовому облаку, имеет, как и отросток в апокампе, белый цвет. Верхняя часть имеет форму голубой струи и является стримером.

«Так как высотные атмосферные разряды изучать очень сложно и эти работы связаны с большими материальными затратами, благодаря открытию режима разряда с апокампом часть этих исследований можно проводить в лабораториях, создавая миниатюрные голубые струи и красные спрайты. Это значительно проще, чем в естественных условиях», ‒ добавил один из авторов работы, руководитель гранта и лаборатории оптических излучений ИСЭ Виктор Тарасенко.

Поделиться:
Новости и материалы
МИД Венесуэлы назвал безответственными действия США в ситуации с аэростатом КНР
Фотоловушки в Приморье засняли спящего на ходу тигра и любующегося хвостом леопарда
Опытный образец боевой экипировки «Легионер» создадут в 2025 году
В МИД Палестины осудили «двойные стандарты» Запада, включая санкции против России
Канчельскис об успехах Хвичи в Европе: Аршавин тоже первый год феерил, но потом провалился
РИА Новости: в России создают для военнослужащих экипировку-«хамелеон»
Глава ДПФ Мальцев: подлодку «Дмитрий Донской» вывели из боевого состава ВМФ России
European Heart Journal: искусственное оплодотворение не влияет на здоровье сердца детей
Ученые оценили влияние витамина D на течение астмы
Nihon Keizai: ЕС будет очень трудно пополнить запасы газа в 2023 году без поставок из России
Мэр Горловки Приходько сообщил о пострадавших после попадания в общежитие
Хави похвалил «Барселону» за победу над «Севильей» и отрыв от «Реала» на восемь очков
Sky News: Минфин Британии не считает возможным увеличить расходы на оборону
Вирусолог предупредил о наступлении новой волны коронавируса
Опрос: «жесткий» тип корпоративной культуры ближе тем, кто зарабатывает больше
Тренер Хилл дала советы по прокачке ягодиц
Глава UFC заявил, что Джон Джонс станет величайшим бойцом в истории, если победит Гана
Успенская отправила «переживающих за Пугачеву» к ней в Израиль
Все новости
Найдена ошибка?
Закрыть