大国院士

第八百六十八章 :十分之一光速

点了点头,苗建国思忖了一下,开口道:“磁重联机制的提出时间很早,上个世纪五十年代的时候,就有人提出过相关的理论。”

“不过做出相对完整的机制解释,和发现支持它的观测证据,却相隔了几十年的时间,到了九十年代才出现。”

“简单的来说,它是天体物理中一种非常重要的快速能量释放过程,也是磁能转化为粒子的动能、热能和辐射能的一种机制。”

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“从学术上来说,磁重联效应与等离子体波动之间存在显着的联系,其中准静态波动、激波和动力学阿尔芬波的本征模是磁重联结构的重要组成部分。”

“它的高频波动,不仅能吸收粒子的自由能,还可以导致粒子的加热和反常电阻的产生,这些多尺度的波动过程揭示了磁重联中能量转换的多尺度性质......”

大致的介绍了一下磁重联相关的理论,苗建国端起茶几上的水杯,抿了口茶水润了润嗓子,接着道:

“目前磁重联的具体机制不清楚,不过在天文物理界,普遍认为恒星的能量释放,就是磁重联机制导致的。”

“而表现形式上来说,已经观测到的可以分两种。”

“一种是恒星上的活动,如太阳上的耀斑、日冕活动这些。”

“另一种是行星,如地球,金星这些带有一些磁场的星球在遭遇宇宙辐射、太阳风等外部侵蚀时形成的等离子体不稳定性与非对称性重联。”

“简单的情况就是这样的,如果你想要详细的了解,我倒是可以给你推荐两本教材和几篇论文。”

听完老友的描述,常华祥院士点了点头,思索了一下后问道:“那关于磁重联现象和理论的应用呢?”

“这些年以来是否有过?”

有苗建国的解释,他对于磁重联机制多多少少有了一些深入的了解。

航天还是和物理有挂钩的,尽管并不会深入,但听懂这些基础理论,对于他来说并没有太大的问题。

如果说磁重联机制的确有着潜力,那么最让他关心的无疑就是这份理论的应用性了。

在此之前,是否有其他方向的科研成果,对于磁重联机制是否能应用到空天引擎上,还是有不少的参考价值的。

苗建国点了点头,道:“虽然不多,但还是有的。”

“比如冷离子的加速机制、湍动磁重联的卫星原位观测、生物大分子构象研究方面等等。这些理论和技术的发展,都和磁重联有一定的关键。”

闻言,常华祥院士眼眸动了动,快速的追问道:“冷离子加速机制这个是什么?”

苗建国想了想,道:“这个解释起来可能比较复杂。”

思忖了一下,他组织语言接着道:“简单的来说,就是利用等离子体波动来影响磁重联机制的过程。”

“可控核聚变技术想来你很清楚,它就是热等离子体的控制。而冷等离子体加速机制则是另一方面应用。”

“冷等离子体羽流一般是由能量在100eV以下的离子和电子组成,具有低速度和高密度的特点。可以通过磁重联机制中的电子回旋哨声波和左极化离子回旋哨声波的激发特性,来激发准平行和反平行的哨声波,进而在一定程度上使得冷离子的回旋半径增大。”

“当冷离子的回旋半径增大的时候,其速度也会在一定程度上增加,也就是所谓的加速机制。”

闻言,常华祥脸上的神色有些触动,呼吸都急促了两分。

“也就是说,利用磁重联机制,是可以做到对等离子体进行加速的?”

他还真没想到今天来这里能得到这个答案。

如果说现阶段的技术能够做到对冷离子进行一定程度的电离加速,那么空天发动机中目前应用热电离子加速,也具备着可行性。

十分之一光速啊。

对于任何一个初入太空的智慧文明来说,这都是无法抗拒的技术。

就算是他们目前做不到这种程度,也能够在原有的电推进引擎基础上提升不少的性能啊。

速度方面,翻个一倍没什么问题吧?

按照徐川所计算的,真要从地球前往火星只需要半个月的时间,那相对比月球来说更适合移民的火星,无疑将成为华国的远疆领土!

苗建国倒是没想那么多,或者说他根本就没有条件朝这方面去想。

点了点头,他开口道:“理论上来说,磁重联机制的确可以应用到等离子体的加速上。”

“不过....”

“不过什么?”

苗建国摇摇头,接着道:“不过能否做到,这个我还真不清楚。”

“严格的来说,冷离子加速机制其实只是理论,并不是应用。物理学界在实验室中观察到了这种现象,并且通过2.5dpIc的方法模拟复刻出来这一磁重联过程而已。”

“但这个复刻实验,难以做到对冷离子羽流的操控,仅仅是能够利用弱磁场作用,来在一定程度上影响小质量的等离子体和电子而已。”

“而且更关键的是,物理学界至今都没有一套完整的理论,能够解释这种磁重联中哨声波的激发特性及冷离子的加速机制。”

“更别提对大质量的重离子进行加速和操控了。”

“所以....”

叹了口气,他接着道:“这一块的研究想要突破,没那么容易的。”

“不仅仅是国内在研究,国外也在做。”

“如果我没记错的话,米国那边NASA宇航局、尼韦尔公司、樱花国dENSo电装公司都有这方面的研究。”

“但至今没有任何的突破,别说应用了,就是磁重联机制相关的理论论文,我都没看到几篇。”

天文物理学虽然是个比较清闲的领域,但那一般是指研究宇宙、星体的物理性质,以及星体与星体彼此之间的相互作用的传统天文物理学。

而事实上,发展至今天文物理学家通常需要应用很多不同的学术领域。

像经典力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等等都是天文物理学者的研究学习对象。

虽然他一天到晚看起来都在喝茶看报,但作为南大天文物理学的教授,在涉及天文物理学相关领域的研究还是相当关注的。

如果不是这样,常华祥也不可能跑来这里找他讨论磁重联机制。

“理论都没有吗?”

常华祥微蹙着眉头,想了想后从怀里摸出来了徐川给他的论文,递了过去:“你看看这个。”

......

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