為什么太陽的日冕會達到幾百萬攝氏度的溫度是太陽物理學的一大謎團。解釋這種效應(yīng)的“熱”軌跡通向日冕正下方的太陽大氣區(qū)域，在那里聲波和某些等離子波以相同的速度傳播。在使用熔融堿金屬銣和脈沖強磁場的實驗中，德國國家實驗室亥姆霍茲-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 的一個團隊開發(fā)了一個實驗室模型，并首次通過實驗證實了理論預測的行為研究人員在《物理評論快報》(DOI：10.1103/PhysRevLett.127.275001)雜志上報告了這些等離子體波——所謂的阿爾文波。
在 1500 萬攝氏度時，我們太陽的中心非常熱。在它的表面，它以相對溫和的 6000 攝氏度發(fā)光。“更令人驚訝的是，上覆太陽的日冕中突然再次出現(xiàn)了幾百萬度的溫度，”弗蘭克斯特凡尼博士說。他的團隊在 HZDR 流體動力學研究所進行天體物理學研究——包括我們的中心恒星。對于 Stefani 來說，電暈加熱現(xiàn)象仍然是太陽物理學的一大謎團，一個非常簡單的問題一直在他的腦海中閃過：“為什么鍋比爐子熱?”
磁場在加熱太陽日冕方面起主導作用，現(xiàn)在已被太陽物理學廣泛接受。然而，這種效應(yīng)主要是由于太陽等離子體中磁場結(jié)構(gòu)的突然變化還是由于不同類型波的衰減，仍然存在爭議。德累斯頓團隊的新工作重點研究了太陽大氣熱等離子體中日冕下方發(fā)生的所謂阿爾芬波，這些等離子體被磁場所滲透。作用在等離子體電離粒子上的磁場類似于吉他弦，彈奏時會觸發(fā)波動。正如彈奏的弦的音高隨著張力的增加而增加一樣，阿爾文波的頻率和傳播速度隨著磁場強度的增加而增加。
“在太陽日冕的正下方是所謂的磁冠層，其中磁場在很大程度上平行于太陽表面排列。在這里，聲波和阿爾文波的速度大致相同，因此很容易相互變形。我們想要達到這個神奇的點——等離子體的磁能開始像沖擊一樣轉(zhuǎn)化為熱量，”斯蒂芬尼說，概述了他的團隊的目標。
危險的實驗?
在他們于 1942 年做出預測后不久，在第一次液態(tài)金屬實驗中就發(fā)現(xiàn)了阿爾文波，后來又在精心設(shè)計的等離子體物理設(shè)施中進行了詳細研究。只有被認為對電暈加熱至關(guān)重要的磁冠的條件，直到現(xiàn)在實驗者仍然無法獲得。一方面，在大型等離子體實驗中，阿爾文速度通常遠高于聲速。另一方面，在迄今為止的所有液態(tài)金屬實驗中，它已經(jīng)顯著降低。原因是：普通超導線圈的磁場強度相對較低，恒定磁場約為20特斯拉。
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