ฉันเดินทางไปลอนดอนเมื่อคืนนี้เพื่อฟังมาร์ติน รีส นักดาราศาสตร์ผู้โด่งดังบรรยายให้ความบันเทิงและกระตุ้นความคิดแก่ผู้คนมากกว่า 100 คนที่สถาบันฟิสิกส์ในฐานะผู้ได้รับรางวัลเหรียญรางวัลไอแซก นิวตัน ประจำปี 2555 ซึ่งเป็นรางวัลสูงสุดของสถาบัน หลังจากเขียนบทความมากกว่า 500 เรื่องตั้งแต่หลุมดำ การระเบิดของรังสีแกมมา ไปจนถึงควาซาร์และพลวัตของเมฆก๊าซ ประวัติส่วนตัวที่ปูดโปน
ของยังรวมถึง
การเป็นประธานของทั้ง ซึ่งฉันคิดว่าทำให้เขา ผู้สมควรได้รับรางวัล (ฉันควรเพิ่มว่าแม้ว่าสถาบันจะเผยแพร่แต่ฉันก็ไม่ได้มีส่วนร่วมในการเลือก เพื่อรับรางวัล) ในการบรรยาย วัย 70 ปี กล่าวว่าสาขาดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ และจักรวาลวิทยากำลังทำให้นักวิจัยรุ่นเยาว์เบิกบานพอๆ
กับตอนที่เริ่มเป็นนักวิทยาศาสตร์หน้าใหม่ในยุคแรกๆ 1960. จากนั้นเขาเล่าถึงภารกิจที่ประสบความสำเร็จต่างๆ ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา รวมถึงยานสำรวจ ที่กำลังสำรวจดาวอังคาร ก่อนที่จะหารือเกี่ยวกับการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ฟิสิกส์ของการชนกัน
ของดาราจักร และข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับจักรวาลที่ซับซ้อน ในส่วนสุดท้ายของการบรรยาย รีสพูดถึงสิ่งที่เขาเรียกว่า “ฟิสิกส์เชิงเก็งกำไร” เช่น การมีอยู่ของลิขสิทธิ์และความเป็นไปได้ที่เราอาศัยอยู่ใน “หมู่เกาะจักรวาลอันกว้างใหญ่” เน้นความจริงที่ว่างานส่วนใหญ่ในหัวข้อเหล่านี้เป็นการเก็งกำไร
อย่างไรก็ตาม ยืนยันว่ามันเป็น “ฟิสิกส์ไม่ใช่อภิปรัชญา” ความคิดที่เหลือเชื่ออย่างหนึ่งที่เขาพูดถึงคือความเป็นไปได้ที่ว่า เนื่องจากการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งขึ้น กาแลคซีบางแห่งที่เราเห็นในตอนนี้จะไปไกลกว่าขอบฟ้าจักรวาลของเราในที่สุด และจะไม่มีวันปรากฏให้เห็นอีก
และเกิดขึ้นในช่วงเวลาระดับมิลลิวินาที พลังงานจลน์ของไอออนที่เคลื่อนที่ภายนอกในหน่วยอุณหภูมิอาจอยู่ในลำดับที่ 100k Bโดยที่ k Bคือค่าคงที่ อย่างไรก็ตาม การวัดอุณหภูมิไอออนที่แท้จริง การเบี่ยงเบนของความเร็วของไอออนจากความเร็วเฉลี่ยในพื้นที่นั้นควรยังคงเย็นกว่ามาก
กับฟิสิกส์
ของสสารควบแน่น นอกจากความน่าหลงใหลในตัวเองแล้ว สถานะของสสารที่แปลกใหม่และยังไม่เคยถูกสำรวจเหล่านี้อาจช่วยให้เราเข้าใจพื้นผิวของดาวนิวตรอนและใจกลางของดาวเคราะห์ เช่น ดาวพฤหัสบดี แบบจำลองยังระบุชัดเจนว่าสารพันธุกรรมใช้หลักการใดในการเก็บข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็น
ในการสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นต่อการสร้างสิ่งมีชีวิต และเข้าร่วมในการสำรวจความคิดเห็นที่เราถามว่า: แมวของชโรดิงเงอร์ตายหรือยังมีชีวิตอยู่? เป็นสิ่งที่สามารถทำให้คุณตื่นขึ้นในตอนกลางคืนหากคุณคิดถึงเรื่องนี้มากเกินไป การวัดการเคลื่อนที่ภายนอกของไอออน อย่างน้อยก็ทางอ้อม เป็นเรื่องง่าย
สนามไฟฟ้าแบบสั่นที่ใช้โดยกริดด้านบนและด้านล่างของพลาสมาสามารถกระตุ้นอิเล็กตรอนของมันได้อย่างก้องกังวาน การตอบสนองของอิเล็กตรอนจะรุนแรงที่สุดเมื่อความถี่ของสนามขับสะท้อนกับความถี่ของพลาสมา ซึ่งควบคุมโดยคุณสมบัติทางกายภาพของพลาสมาและสเกลที่มีรากที่สอง
ของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน สำหรับ โดยทั่วไปความถี่นี้จะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 300 MHz ที่เรโซแนนซ์ อิเล็กตรอนจะได้รับพลังงาน ซึ่งจะเพิ่มอัตราการหลุดออกจากหลุมคูลอมบ์ที่เกิดจากไอออน ( รูปที่ 2. อัตรานี้ถูกตรวจสอบโดยการตรวจจับอิเล็กตรอนที่หลบหนีด้วยตัวคูณอิเล็กตรอน
ทำให้เรา
สามารถกำหนดความหนาแน่นเฉลี่ยของพลาสมาตามเวลา ข้อมูลนี้สามารถอนุมานขนาดและอัตราการขยายตัวของพลาสมาได้การขยายตัวที่ไม่ธรรมดา ภายใต้เงื่อนไขส่วนใหญ่ พลังงานจลน์ของการขยายตัวของพลาสมาจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงานเริ่มต้นที่ให้แก่อิเล็กตรอนในระหว่างขั้นตอน
ไอออไนเซชัน อย่างไรก็ตาม เมื่อพลังงานอิเล็กตรอนลดลงจนพลังงานจลน์เทียบได้กับพลังงานศักย์คูลอมบ์ระหว่างอนุภาคที่มีประจุใกล้เคียง พลาสมาจะขยายตัวเร็วกว่าที่คาดไว้มาก การระบุแหล่งที่มาของพลังงานพิเศษนี้ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับการศึกษาเชิงทฤษฎี และเพื่อนร่วมงานของพวกเขา
และคณะของเขา และเพื่อนร่วมงานที่ ในซานดิเอโก ในการจำลองทั้งหมด พวกเขาสังเกตเห็นความร้อนของอิเล็กตรอนในช่วงเสี้ยวแรกของไมโครวินาที ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลอง อย่างไรก็ตาม,ความร้อนอาจมาจากการรวมตัวกันของอิเล็คตรอน อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานเมื่อรวมตัวกับไอออน
และพลังงานนั้นจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนอิสระที่เหลืออยู่ นอกจากนี้ยังอาจมาจากพลังงานศักย์ไฟฟ้าของระบบเริ่มต้น อะตอมที่เป็นกลางซึ่งพลาสมาถูกสร้างขึ้นจะถูกกระจายแบบสุ่มในก๊าซ ซึ่งหมายความว่าไอออนและอิเล็กตรอนสามารถมีพลังงานจลน์เริ่มต้นเพียงเล็กน้อย
แต่มีพลังงานศักย์ไฟฟ้าสูงมาก แหล่งความร้อนเพิ่มเติมอาจมาจาก “การลดลงอย่างต่อเนื่อง” ซึ่งอนุภาคที่มีประจุใกล้เคียงมีอิทธิพลต่อพลังงานไอออไนเซชันและทำให้อิเล็กตรอนที่หลบหนีมีพลังงานมากกว่าที่เราคาดไว้ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้อาจส่งผลต่อการขยายตัวของพลาสมาในระดับหนึ่ง
การทำความเข้าใจไดนามิกของการขยายตัวเหล่านี้เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น เพราะอาจเป็นได้ว่าพลาสมาแบบเย็นพิเศษข้ามไปสู่ระบบของฟิสิกส์ของพลาสมาที่ควบแน่นอย่างมาก พลาสมาเชื่อมต่อกันอย่างมากเมื่ออัตราส่วนของพลังงานศักย์คูลอมบ์ระหว่างอนุภาคที่มีประจุใกล้เคียงและพลังงานจลน์ความร้อน
กลายเป็นมากกว่า 1 (ในที่นี้คือ a คือระยะห่างระหว่างอนุภาค e คืออิเล็กตรอน ค่าใช้จ่ายและ ε 0คือการอนุญาตของพื้นที่ว่าง) ฟิสิกส์ของพลาสมาแบบดั้งเดิม จำกัด ตัวเองให้อยู่ในระบอบการปกครองที่ Τ รูปที่ 3) แนวคิดพื้นฐานจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขในระบบเหล่านี้ เช่น กระบวนการที่ซับซ้อน
