กลไกที่ค้นพบใหม่ที่เรียกว่าการระเบิดของไมโครทิวบ์อาจทำให้สามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้แรงกว่าที่เคยเห็นในห้องปฏิบัติการถึง 1,000 เท่า จากข้อมูลของนักวิจัยที่พัฒนาเทคโนโลยีนี้ที่มหาวิทยาลัยโอซากะของญี่ปุ่น วิธีการใหม่นี้สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูงสำหรับการวิจัยพื้นฐานในสาขาต่างๆ เช่น วัสดุศาสตร์ อิเล็กโทรไดนามิกส์ควอนตัม และฟิสิกส์ดาราศาสตร์
จนถึงปัจจุบัน
สนามแม่เหล็กที่แรงที่สุดที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการอยู่ในช่วงกิโลเทสลา (kT) ซึ่งแรงกว่าสนามแม่เหล็กโลกมาก คือ 0.3–0.5 × 10 –4T และมากกว่าฟิลด์ที่ผลิตในเครื่องตรวจเอกซเรย์แม่เหล็ก (MRI) อย่างมาก (ประมาณ 1 T) แม้ว่าสนามในช่วงล่างนี้จะเป็นเครื่องมือในการทดลองที่สำคัญ
แต่สนามที่แข็งแรงกว่าก็ช่วยให้สามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์พื้นฐานในด้านต่างๆ ได้ เช่น ฟิสิกส์ของพลาสมาและลำแสง ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ของดวงอาทิตย์ ดังนั้น นักวิจัยจึงสำรวจวิธีต่างๆ ในการผลิตสนามแม่เหล็กแรงสูง เช่น การชนกัน การกระแทก รังสีแกมมา และการหลอมรวม
ในพลาสมาที่แม่เหล็กแรงสูง เช่นเดียวกับการระเบิด เลเซอร์กำลังสูง และอุปกรณ์ที่เรียกว่าซึ่งใช้กันมานานหลายทศวรรษ โดยนักดาราศาสตร์เพื่อสร้างพลาสมาร้อนที่มีอยู่ในดาวฤกษ์ขึ้นมาใหม่สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสสปินวิธีการเหล่านี้ส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยการนำฟลักซ์แม่เหล็กจากสนามแม่เหล็กแรงสูง
ที่ “เตรียมไว้ล่วงหน้า” และพยายามกักขังมันไว้ภายในโครงสร้างทรงกระบอกกลวง ทีมที่นำโดยมาซาคัทสึ มูราคามิได้ใช้โครงสร้างทางกายภาพที่คล้ายคลึงกัน แต่มีการเปลี่ยนแปลง: สนามแม่เหล็กสูงพิเศษในเทคนิคการระเบิดของไมโครทิวบ์ถูกสร้างขึ้นโดยกระแสสปินที่สร้างขึ้นเมื่ออนุภาค
มีประจุถูกหมุนไปรอบๆ โดยแรงลอเรนซ์ ซึ่งทำหน้าที่ในการเคลื่อนที่ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก ในงานของพวกเขา นักวิจัยได้จำลองโดยใช้พัลส์เลเซอร์ความเข้มสูงประมาณ 10 20 –10 22วัตต์/ซม. 2 เพื่อฉายรังสีหลอดพลาสติกขนาดไมครอนที่บุด้วยวัสดุ “เป้าหมาย” ที่มีโครงสร้าง การแผ่รังสี
ที่รุนแรงนี้
ก่อให้เกิดอิเล็กตรอนที่ “ร้อน” (นั่นคือ อิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์มาก) ซึ่งมีอุณหภูมิเทียบเท่ากับเมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) ไม่กี่สิบเมกะอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้ทำให้วัสดุเป้าหมายในท่อแตกตัวเป็นไอออน ทำให้เกิดพลาสมาที่ขยายเข้าไปในท่อด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงสัมพัทธภาพ
(การระเบิด) ในการกำหนดค่าในอุดมคติที่ไม่มีสนามแม่เหล็กที่เตรียมไว้ล่วงหน้า ขั้นตอนนี้จะไม่สร้างสนามแม่เหล็กแรงสูง อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าหากพวกเขาใส่สนามแม่เหล็กแบบกิโลเทสลาเข้าไปในระบบจำลองของพวกเขา พวกเขาสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่ “ไม่ธรรมดา”
ที่ใจกลางของไมโครทิวบ์ซึ่งแรงกว่าสนามที่เตรียมไว้ล่วงหน้าถึง 100–1,000 เท่า กล่าวว่าสนามแม่เหล็กแรงสูงดังกล่าวคาดว่าจะมีเฉพาะในเทห์ฟากฟ้า เช่น ดาวนิวตรอนและหลุมดำ การทดลองพิสูจน์หลักการแล้วเกิดอะไรขึ้น? มูราคามิอธิบายว่าระหว่างการระเบิด แรงลอเรนซ์จะหักเหไอออน
และอิเล็กตรอนในพลาสมาในทิศทางตรงกันข้าม จนทำให้พวกมันบิดงอ ซึ่งเป็นผลที่เรียกว่า การเคลื่อนที่แบบรวมที่เป็นผลลัพธ์ของอนุภาคประจุสัมพัทธภาพรอบแกนกลางของไมโครทิวบ์ทำให้เกิดกระแสหมุนแรงที่มีความหนาแน่นประมาณ 10 15แอมแปร์/ซม. 2 เขากล่าวว่ากระแสการหมุนเหล่านี้
“การศึกษาใหม่ของเรา ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในรายงานทางวิทยาศาสตร์เป็นการพิสูจน์หลักการว่าเทคโนโลยีเลเซอร์ในปัจจุบันสามารถใช้สร้างสนามแม่เหล็กขนาดเมกะเทสลาได้” มูราคามิกล่าว
“ตอนนี้เราวางแผนที่จะตรวจสอบฟิสิกส์ของความหนาแน่นพลังงานสูง เช่น การเร่งอนุภาค
การสร้าง
แบบจำลองพลวัตของดาวฤกษ์ วิวัฒนาการของดาว อุทกพลศาสตร์ และการถ่ายโอนการแผ่รังสี สามารถใช้พร้อมกันเพื่อสำรวจคำถามเชิงลึก เช่นเดียวกับตัวต่อเลโก้ ประกอบด้วยรหัสแต่ละรหัส ซึ่งแต่ละรหัสสามารถเพิ่มหรือนำออกได้ตามต้องการเพื่อสร้างการจำลองใหม่
บริหารจัดการโดยทีมงานหลักที่นำในเนเธอร์แลนด์ การออกแบบนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถเปลี่ยนฟิสิกส์และอัลกอริธึมได้โดยไม่กระทบต่อกรอบการทำงานทั่วโลก จึงสามารถวิวัฒนาการได้ในขณะที่รักษาโครงสร้างพื้นฐานให้มั่นคง แม้แต่ ก็ต้องเผชิญกับความท้าทาย มองว่าเงินทุนสำหรับการบำรุงรักษา
และพัฒนาซอฟต์แวร์ขั้นพื้นฐานเป็นภัยคุกคามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อ และการจำลองขนาดใหญ่รุ่นต่อไป “คอมไพเลอร์เปลี่ยน ระบบปฏิบัติการเปลี่ยน และในที่สุดโค้ดพื้นฐานก็จำเป็นต้องได้รับการอัปเดต” เขากล่าว “การหาเงินทุนเพื่อเริ่มโครงการใหม่หรือเขียนโค้ดใหม่นั้นค่อนข้างง่าย แต่แทบจะเป็นไปไม่ได้
หากคุณต้องการอัปเดตหรือปรับปรุงเครื่องมือที่มีอยู่ โดยไม่คำนึงว่าจะมีผู้ใช้กี่คนก็ตาม”การหาเงินทุนเพื่อเริ่มโครงการใหม่หรือเขียนโค้ดใหม่นั้นค่อนข้างง่าย แต่แทบจะเป็นไปไม่ได้หากคุณต้องการอัปเดตหรือปรับปรุงเครื่องมือที่มีอยู่ การสนับสนุนจากผู้เชี่ยวชาญแล้วทั้งหมดนี้ทิ้งเราไว้ที่ไหน?
เรายืนอยู่ในจุดที่การคำนวณทางทฤษฎีควบคู่กับการทดลองในห้องปฏิบัติการมักไม่เพียงพอที่จะจัดการกับคำถามทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนที่นักวิจัยพยายามหาคำตอบ ถึงอย่างนั้น การจำลองฟิสิกส์นี้มักจะอยู่นอกเหนือทักษะการเขียนโค้ดของนักวิทยาศาสตร์คนเดียวหรือแม้แต่กลุ่มนักวิทยาศาสตร์
เป็นผลให้การคำนวณและการจำลองได้รับการพัฒนามากขึ้นโดยความร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญการเขียนโค้ดที่มีทักษะที่แตกต่างและเสริมกันอย่างมาก เพื่อให้ก้าวทันความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านการคำนวณจำนวนมากรู้สึกว่าผู้ให้ทุนจำเป็นต้องตระหนักอย่างเต็มที่ว่าเสาหลักที่สาม
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
