Construire un plasmoïde de Nachamkin délibérément
Université. · 2 min de lecture
Ce qu'elle propose
Il existe une famille de solutions aux équations de Maxwell, dans un gaz partiellement ionisé, qui se comporte comme de l'énergie électromagnétique piégée dans une boule et se maintenant cohérente — avec une fréquence critique calculable et des tailles résonantes calculables auxquelles l'objet n'échange aucune énergie avec son environnement. Personne n'en a construit un selon la spécification et ne l'a mesuré. C'est une omission étrange pour un résultat publié par un laboratoire de l'Armée de l'air il y a trente ans.
À qui elle s'adresseExpérimentateurs plasmaIngénieurs radiofréquenceIngénieurs en électromagnétisme computationnel
Pourquoi la bibliothèque le suggère
Jack Nachamkin, écrivant pour le Phillips Laboratory de l'Armée de l'air, traite le cas à symétrie sphérique et harmonique dans le temps et trouve deux choses qui valent la peine d'être construites : une fréquence critique en dessous de laquelle le courant ne peut plus être porté par les électrons et l'objet reste stable, et des tailles résonantes auxquelles les conditions aux limites du plasmoïde sont satisfaites par des solutions de vide ordinaires, si bien qu'aucune énergie n'entre ni ne sort. Un mouvement vortical stable du plasma annule exactement la contrainte électromécanique dominante, et ce qui reste retombe abruptement quand la fréquence monte (Force-Free Time-Harmonic Plasmoids, 1992). Une ligne de recherche distincte demande ce qui maintient ensemble de nombreux noyaux de plasmoïde à l'échelle nanométrique comme un seul objet visible, et trouve une force d'échange quantique entre ions porteurs de dipôles qui atteint quelques pour cent de l'énergie électromagnétique aux densités ioniques de l'eau liquide (Quantum exchange interaction of spherically symmetric plasmoids, 2012). L'argument de relaxation qui dit pourquoi un tel objet se stabilise dans une seule forme est Magnetic Helicity, Spheromaks, Solar Corona Loops, and Astrophysical Jets (2017).
L'expérience ou la construction
Construire une cellule à décharge radiofréquence dont la fréquence de pilotage et les dimensions de chambre sont fixées à partir des propres formules de fréquence critique et de taille résonante de Nachamkin, dans un gaz partiellement ionisé à la pression que suppose l'analyse. Balayer la fréquence à travers la valeur critique prédite et balayer la dimension de la cavité à travers la résonance prédite. La mesure qui tranche est la durée de vie du plasmoïde en fonction de la fréquence de pilotage et de la taille de la cavité, avec un pic apparaissant à la taille résonante prédite et un seuil de stabilité apparaissant à la fréquence critique prédite. Un pic de durée de vie qui atterrit là où un calcul de 1992 disait qu'il atterrirait est un résultat fort ; un pic de durée de vie qui atterrit ailleurs en est un meilleur, parce qu'il corrige la théorie.
Où elle en est
Conçu, pas encore construit — une analyse évaluée par les pairs avec des paramètres nommés, publiée sous parrainage de l'Armée de l'air, et aucune expérience répertoriée construite selon sa spécification.
Prenez cette fiche
- La mesure qui tranche
- La mesure qui tranche est la durée de vie du plasmoïde en fonction de la fréquence de pilotage et de la taille de la cavité, avec un pic apparaissant à la taille résonante prédite et un seuil de stabilité apparaissant à la fréquence critique prédite.
- Ce qu'il faut pour commencer
- Université.
- L'ingénieur qu'elle forme
- C'est la proposition constructible la plus négligée de la bibliothèque.
Ce sur quoi elle repose
Sa place dans le programme
Plasmoïdes, amas de charge et les orbesMachines à fusion : pincements, appareils à focalisation et pilotes inertiels