Simulasi superkomputer baru mengeksplorasi koneksi ulang magnetik dan membuat penemuan mengejutkan – Sains Terkini


Rekoneksi magnetik, suatu proses di mana garis-garis medan magnet merobek dan kembali bersama, melepaskan sejumlah besar energi kinetik, terjadi di seluruh alam semesta. Proses ini memunculkan aurora, suar matahari, dan badai geomagnetik yang dapat mengganggu layanan telepon seluler dan jaringan listrik di Bumi. Namun, tantangan utama dalam studi koneksi ulang magnetik adalah menjembatani kesenjangan antara skenario astrofisika skala besar ini dan eksperimen skala kecil yang dapat dilakukan di laboratorium.

Para peneliti sekarang telah mengatasi penghalang ini melalui kombinasi eksperimen cerdas dan simulasi mutakhir. Dengan melakukan itu, mereka telah menemukan peran yang sebelumnya tidak diketahui untuk proses universal yang disebut "efek baterai Biermann," yang ternyata berdampak pada penyambungan kembali magnetik dengan cara yang tidak terduga.

Efek baterai Biermann, kemungkinan benih untuk medan magnet yang menyelimuti alam semesta kita, menghasilkan arus listrik yang menghasilkan medan ini. Temuan mengejutkan, yang dibuat melalui simulasi komputer, menunjukkan efeknya dapat memainkan peran penting dalam rekoneksi yang terjadi ketika magnetosfer Bumi berinteraksi dengan plasma astrofisika. Efeknya pertama-tama menghasilkan garis medan magnet, tetapi kemudian membalikkan peran dan memotongnya seperti gunting yang mengiris karet gelang. Bidang yang diiris kemudian disambungkan kembali dari titik koneksi ulang yang asli.

Simulasi memodelkan hasil percobaan di China yang mempelajari plasma dengan kepadatan energi tinggi – materi di bawah tekanan ekstrim. Eksperimen menggunakan laser untuk meledakkan sepasang gelembung plasma dari target logam padat. Simulasi plasma tiga dimensi melacak ekspansi gelembung dan medan magnet yang diciptakan efek Biermann, melacak tabrakan bidang untuk menghasilkan penyambungan kembali magnetik. Para peneliti melakukan simulasi ini pada superkomputer Titan di Fasilitas Komputasi Kepemimpinan Oak Ridge Departemen Energi AS di Oak Ridge National Laboratory.

Hasilnya "menyediakan platform baru untuk mereplikasi koneksi ulang yang diamati dalam plasma astrofisika di laboratorium," kata Jackson Matteucci, seorang mahasiswa pascasarjana dalam program Fisika Plasma di Princeton Plasma Physics Laboratory yang memimpin penelitian.

Dengan menjembatani kesenjangan tradisional antara eksperimen laboratorium dan proses astrofisika, hasil ini membuka babak baru dalam upaya untuk memahami alam semesta.

Referensi:

Material disediakan oleh Masyarakat Fisik Amerika. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.