Магнітна гідродинаміка та плазма

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Геніальний Галілео Галілей стверджував, що простіше вивчити рух зірок на небі, ніж течію води у струмочку… Але уявімо собі, що рідина в струмку стала електропровідною, а сам струмок протікає між полюсами магнітів. Ясно, що нові додаткові сили, що впливають на потік, ще більш ускладнять і без того важке завдання проникнення в закони його перебігу. Рух рухомого середовища – рідини або газів – під дією магнітних полів і вивчається магнітною гідродинамікою, яка стала особливо бурхливо розвиватися в останні роки.

Рідкі метали, наприклад, ртуть, – найпростіші середовища, які підпорядковуються рівнянням гідродинаміки. Розплавлені натрій і калій – відмінні переносники тепла, перекачуються електромагнітними насосами, рідкий алюміній, дозуємий за рахунок використання магнітних сил у формі питних машин, – лише деякі приклади практичного використання досягнень магнітної гідродинаміки.

Інше і до того ж куди більш поширене в навколишньому світі провідне середовище – плазма. Під впливом сонячної радіації вона, наприклад, утворюється у верхньому електропровідному шарі атмосферної броні нашої планети. Саме цей шар відбиває радіохвилі і забезпечує можливість дальнього радіозв’язку. Плазма вихлюпується в сонячних протуберанцях, світиться в слідах літаючих метеоритів. Один з вчених писав про те, що плазма – своєрідне «космічне тісто», заповнює Всесвіт. З нього формуються туманності і зірки. Жартома кажуть, що світ – це «гра плазми в магнітних полях».

Що ж таке плазма? Під дією протоки ультрафіолетового випромінювання, протонів, нейтронів та інших частинок, що вивергаються Сонцем, під впливом високотемпературного нагріву, газового розряду атоми можуть позбутися одного або декількох електронів. «Залишки» позитивно заряджених молекул або атомів – іони і електрони – утворюють суміш, в якій позитивні і негативні заряди врівноважують один одного. Ця суміш і називається вченими плазмою.

Автор: Р. Г. Перельман.