Většina hmoty se na Zemi vyskytuje v jednom ze třech skupenství – pevném, kapalném nebo plynném. Většina hmoty ve vesmíru se nicméně vyskytuje v jiném stavu – v podobě plazmatu. Vědci z Irska a Francie se zaměřili na pozorování chování plazmatu na Slunci, přičemž výsledky jejich bádání by mohly přispět ke zkrocení jaderné fúze na Zemi.

Přestože se jedná nejběžnější podobu hmoty v celém vesmíru, plazma zůstává pro vědce stále velkou záhadou, jelikož se na Zemi přirozeně vyskytuje velice zřídka, což činí jeho zkoumání velmi obtížné.

Vědci se v mnoha specializovaných laboratořích snaží navodit vhodné podmínky podobné těm ve vesmíru, aby plazma mohli studovat. Irští a francouzští vědci se nicméně rozhodli vydat jinou cestou, a to pozorováním „přirozené laboratoře“ – Slunce. Jelikož je Slunce v podstatě obří fúzní reaktor tvořený rozžhaveným plazmatem, nabízí ideální podmínky pro studium chování plazmatu v podmínkách, které mohou být pro naše laboratoře až příliš extrémní.

„Atmosféra Slunce je líheň extrémní aktivity, s teplotami plazmatu překračujícími 1 milionů stupňů Celsia a částicemi, které se pohybují blízko rychlosti světla. Tyto rychlé částice jasně vyzařují na rádiových vlnách, takže jsme s velkými radioteleskopy schopní přesně monitorovat, jak se plazma chová,“ říká Eoin Carley, postdoktorální výzkumný pracovník na Trinity College Dublin a Dublin Institute of Advanced Studies (DIAS).

Irský vědecký tým podle Carleyho úzce spolupracoval s francouzskými vědci z Pařížské observatoře. Svá pozorování prováděli mimo jiné pomocí velkého radioteleskopu v Nançay ve středu Francie.

„Zkombinovali jsme tato rádiová pozorování s UV kamerami na vesmírném zařízení NASA Solar Dynamics Observatory spacecraft, abychom ukázali, že plazma na Slunci může často vyzařovat rádiové vlny, které pulzují jako maják. O této aktivitě jsme věděli již desetiletí, ale využití kosmického i pozemního vybavení nám umožnilo tyto pulzy vůbec poprvé vyobrazit a pozorovat, jak plazma ztrácí stabilitu ve sluneční atmosféře,“ dodává Eoin Carley.

Problém nestability plazmatu trápí především vědce pracující na vývoji budoucích fúzních reaktorů. Zkrocení plazmatu tak bude klíčové pro úspěšný průběh řízené fúzní reakce.

„Jaderná fúze je jiný typ jaderné energetiky, který slučuje jádra atomů v plazmatu na rozdíl od jejich rozbíjení, jako tomu je u štěpení. Fúze je stabilnější a bezpečnější a nevyžaduje vysoce radioaktivní palivo, ve skutečnosti většina odpadního produktu z fúze je inertní helium,“ říká Peter Gallagher z DIAS, který se na projektu podílel.

„Pojistka“, která funguje až moc dobře

„Jediným problémem je, že plazmata jsou při fúzi vysoce nestabilní. Jakmile plazma začne vyrábět energii, nějaký přírodní proces zastaví reakci. Zatímco toto „vypínací“ chování je jako inherentní bezpečností pojistka – fúzní reaktory nemohou vytvářet nekontrolované reakce – také to znamená, že je obtížné udržet plazma ve stabilním stavu pro výrobu energie. Studováním toho, jak se plazma stává na Slunci nestabilním, se můžeme naučit je ovládat na Zemi,“ dodává Gallagher.

Eion Carley, který sám dříve pracoval v Pařížské observatoři, v současné době spolupracuje se svými francouzskými kolegy a doufá, že bude studovat stejné jevy s využitím jak francouzského vybavení, tak nově vybudovaného moderního zařízení v Irsku.

„Spolupráce s francouzskými vědci nadále probíhá a již nyní dosahujeme pokroku s nově vybudovanými radioteleskopy v Irsku, jako například Irish Low Frequency Array (I-LOFAR). I-LOFAR může být využit k odkrytí nových fyzikálních poznatků o plazmatu na Slunci v daleko větším detailu než dříve, čímž se budeme učit o tom, jak se hmota chová v plazmatech na Slunci, zde na Zemi a obecně v celém vesmíru,“ dodává Carley.

Pomoci má i umělá inteligence

S neustálým rozvojem výpočetní techniky proniká strojové učení, forma umělé inteligence, do stále více oborů. Výjimkou není ani výzkum jaderné fúze. Vědci z americké Princetonské laboratoře fyziky plazmatu nedávno představili svůj výzkum, ve kterém prověřují možnosti uplatnění strojového učení pro zrychlení modelování experimentů, jež mají přispět k ovládnutí tohoto zdroje energie.

Autor úvodní fotografie: Autor: NASA/Goddard/SDO

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *