Napkitörés a laborban – reprodukálták az elmúlt hetek eseményeit

Mint arról korábban már beszámoltunk, az elmúlt hetekben a valaha észlelt legnagyobb napkitöréseket regisztrálták a központi csillagunkat figyelő detektorok, amelyek némelyike olyan erős impulzusokat kapott, hogy működésképtelenné is vált. Természetesen a műholdas és a telekommunikációs berendezések is megsínylették a Napból kiszabaduló forró, elektromos töltéssel rendelkező gázok átvonulását a Föld légkörében, illetve a Föld körüli pályákon keringő szatellitek környékén.

Angliai tudósoknak időközben sikerül szimulálniuk, hogy milyen folyamatok mehettek végbe a csillag felszínén és belsejében, amelyek az úgynevezett napkorona régiójában, tehát az égitest külső peremén hatalmas gázkitöréseket okoztak.

A napkitörés reprodukálásához szuperforró gázt kellett létrehozniuk a szakembereknek – írja a BBC Online a kísérletről. Ez a nap plazmájának megfelelő anyag elektromos töltéssel kellett, hogy rendelkezzen.

Fúziós reaktor a Nap mintájára

A kísérletsorozat annak a kezdeményezésnek a része, amelynek célja, hogy a Nap mintájára, a Nap „működési elvén” alapuló, fúziós reaktorokat hozzanak létre, amelyek ugyanolyan energiát termelnek, mint amely a Napot világítani képes.

A Nap működése A magfúzión alapul a Nap működése is: négy hidrogén atommag egyesül egyetlen hélium atommaggá. A négy proton, vagyis hidrogén mag összetapadásakor kettő elveszíti pozitív töltését, és neutronná alakul át. Sőt, a hélium mag kisebb tömegű mint a négy hidrogéné külön-külön, s az így keletkezett tömegveszteség alakul át – a relativitáselméletnek megfelelően – energiává. A hélium gáz egyébként sem véletlenül kapta a nevét: a Napban óriási mennyiségben termelődő anyagot Héliosz görög napisten után keresztelték el.

A laboratóriumban, most a napkitörések miniatűr verzióját próbálták meg előállítani, s mint kiderült, ez a plazma tényleg hasonlóan viselkedik bizonyos körülmények között a valódi Napot alkotó anyaghoz viszonyítva. A tudósok azt remélik, hogy sikerül alacsony energiaszinteken, laboratóriumi körülmények között is tanulmányozniuk azokat az eseményeket, amelyek a Nap felszínén zajlanak.

A munka az Oxford közelében lévő Culham Tudományos Központban zajlik, ahol a szakemberek a Mega Amp Spherical Tokomak (Mast) projekten dolgoznak. A tokomak egy mágneses palack (mások szerint nem palack alakú a tartály, hanem inkább egy fánkra hasonlít), amely a plazmát tartalmazza. A tokomak feltalálói oroszok voltak, s lényege az, hogy benne két mágneses mező tartja fogva a plazmát. (Egyéb módon nem lehetne a több millió fokos hőmérsékletű gázokat megtartani, „csapdába csalni”, hiszen ilyen hőfokon már nincsenek szilárd anyagok.)

A világ legnagyobb tokomakja a JET, vagyis a Joint European Torus. Ez szintén Culhamban található. A JET segítségével a szakemberek 300 millió fokra melegítették fel a plazmát, ami több is mint ami szükséges a fúzió beindításához.

Hogyan hozzunk létre a plazmán napkitörést?

A plazmakutatók azzal is foglalkoznak, hogy miként alakulnak, illetve alakíthatók ki az úgynevezett edge-localised modes (ELM, durva magyar fordításban: perem elhelyezkedésű módozatok), amelyek különlegesen instabil helyzetek, és amelyek a plazmában keletkezhetnek. Az ELM-ek megértése nagyban hozzájárulhat a későbbi, jövőbeli fúziós reaktorok viselkedésének tanulmányozásához.

A szakemberek feltételezései szerint amikor a plazma eléri egy bizonyos kritikus instabil állapotot, akkor jöhetnek létre az ELM-ek. Ezek az „igazi Napban” a napkitöréseknek megfelelő jelenségek.

Az ELM-ek és a napkitörések ugyanis valamennyien a peremvidékek jelenségei, ugyanakkor nagy energiájúak, részecskéket és energiát bocsátanak (lövellnek) ki. A Mast felhasználásával a kutatók új méréseket végeztek az ELM-eken, és olyan, eddig soha nem látott képeket kaptak, amelyek ugyanolyan elektromos ívekhez hasonló, de egyben szálakra is emlékeztető szerkezeteket mutattak, mint amilyenek a Nap gázkitörései.

Mindez azt jelenti, hogy a napkitörések megértéhez hamarosan sokkal közelebb juthatnak a tudósok, hiszen immár földi körülmények között is szimulálni tudják a központi csillagban lejátszódó folyamatokat.