அரேஸ் செயற்கைக்கோள் வெளிப்படுத்துவது யாது?

இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வில், ஜப்பானைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், புவிவெளியில் உள்ள உயர் அதிர்வெண் பிளாஸ்மா அலைகள், குறைந்த-ஆற்றல் அயனிகளை வெப்பமாக்கி, புதிய ஆற்றல் பரிமாற்ற பாதையை வெளியிடுவதன் மூலம் அலை-துகள் தொடர்புகளின் மூலம் குறைந்த அதிர்வெண் கொண்ட பிளாஸ்மா மோதலில்லா பிளாஸ்மா அலைகளை உருவாக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.

பிளாஸ்மாவின் ஒரு முக்கிய பண்பு கட்டுறா மின்னூட்டம் செய்யப்பட்ட துகள்கள் மின்காந்த சக்திகள் வழியாக தொடர்புகொள்வதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படும் பொருளின் நிலை—பிளாஸ்மா விநியோகங்களின் உறுதியற்ற தன்மையின் விளைவாக “பிளாஸ்மா அலைகள்” உருவாகின்றன. “வேகமான காந்த ஒலி அலைகள்” (MSWs- magnetosonic waves) என்பது புவிவெளியில் உள்ள ஒரு வகையான மின்காந்த பிளாஸ்மா அலை ஆகும். MSW-கள் சூடான புரோட்டான்களால் விளைகின்றன மற்றும் அவை “உயர் அதிர்வெண் அலைகள்” என்று கருதப்படுகின்றன.

புவிவெளியில் பொதுவாக உருவாக்கப்படும் மற்றொரு வகையான அலையானது “மின்காந்த அயனி சைக்ளோட்ரான்” (EMIC- Electromagnetic Ion Cyclotron) அலை ஆகும். இது “குறைந்த அதிர்வெண் அலை” என்று கருதப்படுகிறது. சமீபத்தில், புவிவெளியில் செயற்கைக்கோள் அவதானிப்புகள் MSW மற்றும் EMIC அலைகள் அடிக்கடி ஒன்றாக நிகழ்கின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், இந்த இணை நிகழ்வின் அடிப்படையிலான வழிமுறை தெளிவாக இல்லை.

இப்போது, ​​ஜப்பானின் நகோயா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் யோஷிசுமி மியோஷி தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு இந்த பொறிமுறையை ஓரளவு கண்டுபிடித்தது. “MSW-க்கள் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட புரோட்டான்களின் வெப்பத்துடன் சேர்ந்து ஏற்படுவதாக அறியப்படுகிறது மற்றும் MSW-கள் ‘குளிர்’ அயனிகளை வெப்பப்படுத்த முடியும் என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. EMIC அலைகள் உண்மையில் MSW-மத்தியஸ்த அயன் வெப்பமாக்கல் செயல்முறையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன” என்று பேராசிரியர் மியோஷி கூறுகிறார், மேலும் அவர் ஆய்வின் பின்னணியில் உள்ள உந்துதலை விளக்குகிறார்.

அதன்படி, குழு MSW-கள் மற்றும் EMIC அலைகளுக்கு அலை-துகள் தொடர்பு பகுப்பாய்வு முறையைப் பயன்படுத்தியது. அயனி வெப்பமாக்கல் மூலம் அவற்றுக்கிடையேயான “குறுக்கு-ஆற்றல் இணைப்பினை” ஆய்வு செய்ய அரேஸ் செயற்கைக்கோள் மூலம் அவதானிக்கப்பட்டது. முடிவுகள் அறிவூட்டும் வகையில் இருந்தன: MSW க்கள் “குளிர்” புரோட்டான்களுக்கு ஆற்றலை வெப்பமாக்க, புரோட்டான்களின் மாற்றப்பட்ட ஆற்றலின் ஒரு பகுதி EMIC அலைகளை கிளர்வூட்டுகிறது என்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். MSW-கள், சூடான புரோட்டான்களால் கிளர்ச்சியடைந்ததைக் கருத்தில் கொண்டு, அவை EMIC அலைகளுக்கு ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கான ஒரு மத்தியஸ்த முகவராக செயல்பட்டன, அதாவது, சூடான புரோட்டான்கள், குளிர் புரோட்டான்கள், MSWs மற்றும் EMIC அலைகளுக்கு இடையே ஒரு குறுக்கு ஆற்றல் இணைப்பு ஆகியவை ஆகும்.

புவிவெளி பற்றிய நமது அறிவுக்கும் அவை எவ்வாறு முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை என்பதை பேராசிரியர். மியோஷி விளக்குவதாவது: “EMIC அலைகள் வான் ஆலன் கதிர்வீச்சு பெல்ட்களில் ‘கில்லர் எலக்ட்ரான்கள்’ குறிப்பிடத்தக்க சிதறல் மற்றும் இழப்பை ஏற்படுத்துகின்றன, அவை பெரும்பாலும் செயற்கைக்கோள் செயலிழப்பை ஏற்படுத்துகின்றன. எங்கள் ஆய்வில் வெளிப்படுத்தப்பட்ட கிளர்வடைந்த EMIC அலைகளுக்கான புதிய ஆற்றல் பரிமாற்ற பாதை மேம்பட்ட விண்வெளி வானிலை முன்னறிவிப்புக்கு பங்களிக்கும், மேலும் வான் ஆலன் கதிர்வீச்சு பெல்ட்களில் செயற்கைக்கோளின் பாதுகாப்பான செயல்பாடுகளை உருவாக்குகிறது.”

References:

• Balasis, G., Daglis, I. A., & Mann, I. R. (Eds.). (2016). Waves, particles, and storms in Geospace: a complex interplay. Oxford University Press.
• Walker, A. D. M. (2019). Magnetohydrodynamic Waves in Geospace: The Theory of ULF Waves and their Interaction with Energetic Particles in the Solar–Terrestrial Environment. CRC Press.
• Acuña, M. H., Ogilvie, K. W., Baker, D. N., Curtis, S. A., Fairfield, D. H., & Mish, W. H. (1995). The global geospace science program and its investigations. Space Science Reviews, 71(1-4), 5-21.