參考消息網(wǎng)10月23日報道：美媒稱，從圍繞行星的磁場到填滿星系的氣體，磁力貫穿整個宇宙，而且可以通過一種名為“比爾曼電池效應(yīng)”的現(xiàn)象產(chǎn)生。

現(xiàn)在，美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象不僅能夠創(chuàng)造磁場，還能夠切斷磁場，引發(fā)磁重聯(lián)——這是一項了不起的驚人發(fā)現(xiàn)。

據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站10月19日報道，比爾曼電池效應(yīng)可能是人們這個宇宙中無處不在的磁場的一個來源。這種效應(yīng)產(chǎn)生于溫度和密度不一致的等離子體——一種由自由電子和原子核構(gòu)成的物質(zhì)形態(tài)。這種等離子體的頂部可能比底部熱，左側(cè)的密度可能比右側(cè)高。這種不一致造成了一種電動勢，它能夠產(chǎn)生電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場。這一過程以1950年發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的德國天體物理學(xué)家路德維希·比爾曼的名字命名。

報道稱，這項新研究成果通過計算機模擬揭示了比爾曼電池效應(yīng)此前不為人知的一個作用，有助于增強人們對于磁重聯(lián)的理解。磁重聯(lián)是指等離子體中的磁場線在被快速切斷后以激烈的方式重聯(lián)，它產(chǎn)生了北極光、太陽耀斑以及能夠擾亂地球上手機信號和電網(wǎng)的地磁暴。

美國《物理評論快報》周刊上的一篇論文描述了這一過程，該論文的第一作者是PPPL等離子體物理學(xué)項目研究生杰克遜·馬泰烏奇。他說，這一研究結(jié)果“為在實驗室復(fù)制在天體物理等離子體中觀察到的重聯(lián)現(xiàn)象提供了一個新平臺”。這篇論文的共同作者包括馬泰烏奇的論文導(dǎo)師、就職于PPPL的威爾·福克斯，PPPL理論部負(fù)責(zé)人阿米塔瓦·巴塔查爾吉，以及其他實驗室的研究人員。

報道稱，這種模擬以中國研究人員已經(jīng)發(fā)表的實驗結(jié)果為模板，后者研究了高能量密度等離子體——這種物質(zhì)處于極端壓力之下，例如存在于地核中。這些實驗——PPPL沒有參與——使用激光攻擊一個固體金屬目標(biāo)中的一對等離子體泡。對這種三維等離子體的模擬實驗跟蹤了這些泡的擴張和比爾曼電池效應(yīng)創(chuàng)造的磁場，還跟蹤了這些磁場的碰撞以及隨之產(chǎn)生的磁重聯(lián)。

這種模擬顯示，重聯(lián)的磁場線溫度激增，逆轉(zhuǎn)了創(chuàng)造出這些磁場線的比爾曼電池效應(yīng)的作用。由于溫度激增，比爾曼電池效應(yīng)摧毀了它自己創(chuàng)造的磁場線，像剪刀剪斷橡皮筋一樣將其切斷。被切斷的磁場在遠(yuǎn)離最初重聯(lián)點的下游處再次重聯(lián)。馬泰烏奇說：“這是第一個顯示由比爾曼電池效應(yīng)促成磁重聯(lián)的模擬實驗。這一過程此前不為人知。”

報道還稱，模擬高能量密度實驗需要跟蹤數(shù)以十億計的離子和電子的互動以及它們與這種運動所創(chuàng)造的電磁場之間的互動，這種模擬被稱為三維動力學(xué)模擬。研究人員利用能源部橡樹嶺國家實驗室的“泰坦”超級計算機展開了這些模擬實驗。

本文摘自：參考消息網(wǎng)