Cili është emri i magnetit më të fuqishëm? Magneti më i madh

Sot magnetët e përhershëm të neodymiumit janë shumë të njohur. Tokë e rrallë magnet i fuqishëm Cilesi e larte mund të përdoret më së shumti për qëllime të ndryshme. Për shembull, shumë njerëzve u pëlqen të kryejnë të gjitha llojet e eksperimenteve me këta magnet. Kështu, ju mund të mbani mend fizikën nga shkolla dhe të zotëroni bazat e mekanikës. Magnetët neodymium mund të shihen nga ngjitja e dekoratave të dasmës në makina deri në fiksimin e mobiljeve modulare.

Por a e dinë të gjithë se lënia e magneteve të neodymiumit pranë metrave është e paligjshme. Në fund të fundit, shumica e modeleve specifike janë të ndikuar fuqi e madhe, e cila sigurohet nga një magnet i fuqishëm, ata thjesht ndalojnë së numëruari kilovatët ose kubet e burimeve të konsumuara. Kjo do të thotë se rezulton se energjia elektrike, gazi ose uji në një shtëpi apo apartament të caktuar thjesht është vjedhur. Megjithatë, magnetët neodymium të të gjitha formave, madhësive dhe fuqive ngjitëse janë mjaft të njohura në treg, veçanërisht në internet.

Magnet neodymium - opsioni më i fortë magnet të përhershëm që janë të njohura për njerëzimin sot. Në veçanti, këto produkte i japin një fillim të mirë magnetëve të njohur të ferritit të zi. Një magnet neodymium mund të ngrejë më shumë se 200 herë peshën e tij. Shtë interesante që neodimet, megjithëse u shfaqën relativisht kohët e fundit, shpejt fituan një popullaritet të madh. Ato përdoren në mënyrë aktive në industri, dhe produkti mund të blihet kryesisht në internet.

Janë dy pika të rëndësishme, të cilin njerëzit që sapo planifikojnë të blejnë një magnet neodymium duhet ta dinë. Së pari, duhet të kuptoni se një produkt i tillë specifik nuk mund të jetë shumë i lirë. Nëse ju ofrohet neodymium praktikisht për qindarka, atëherë ky produkt është i një cilësie shumë të ulët dhe do të demagnetizohet mjaft shpejt. Dhe, së dyti, një magnet i fuqishëm është i rrezikshëm për shkak të lëndimeve të mundshme, veçanërisht nëse përdoret së bashku me një produkt tjetër të ngjashëm. Megjithatë, kjo është fuqi, shpesh më shumë se njëqind kilogramë. Nuk rekomandohet të lini fëmijët të luajnë me magnet të tillë.

Magneti më i fortë

Magnetët e përhershëm janë bërë nga feromagnetët me histerezë të fortë të kurbës së magnetizimit. Magnetët e ferritit janë në gjendje të krijojnë një fushë prej 0.1. 0.2 Tesla në sipërfaqe, neodymium, alnico dhe samarium-kobalt - dukshëm më shumë, deri në 0.4. 0,5 Tesla në sipërfaqe. Fushat magnetike me induksion dukshëm më të lartë krijohen nga elektromagnetët ose me bërthama ferromagnetike ose pa bërthamë, me mbështjellje superpërçuese.

Magneti neodymium - magneti më i fuqishëm në botë

Magnetët neodymium janë magneti më i fuqishëm në botë për sa i përket magnetizimit të mbetur, forcës shtrënguese dhe energjisë specifike magnetike. Aktualisht, ato vijnë në madhësi, forma portative dhe mund të blihen lirisht.

Magnetët neodymium gjejnë rrugën e tyre aplikim të gjerë V Teknologji moderne. Forca fushë magnetike Magnetët neodymium janë të tillë që një gjenerator elektrik i ndërtuar mbi magnet neodymium mund të prodhohet pa mbështjellje fushe dhe pa bërthama magnetike hekuri. Në këtë rast, çift rrotullimi i shkëputjes zvogëlohet në minimum, gjë që rrit efikasitetin e gjeneratorit.

Magnetet neodymium janë magnet që janë bërë prej të tillë elementet kimike si Neodymium - Nd, i cili është një element i rrallë i tokës, hekuri - Fe dhe bor - B.

Rreth 77% e prodhimit të metaleve të rralla i përket Kinës. Prandaj, shumica e magneteve neodymium prodhohen atje. Anglia, Gjermania, Japonia dhe SHBA janë konsumatorët më të mëdhenj të magnetëve neodymium të prodhuar nga Kina. Ju mund ta verifikoni këtë duke vizituar

Magnetet neodymium përdoren gjerësisht për shkak të tyre veti unike magnetizimi i lartë i mbetur i materialit, si dhe për shkak të aftësisë së tij për t'i rezistuar demagnetizimit për një kohë të gjatë. Ata humbasin jo më shumë se 1-2% të magnetizimit të tyre në 10 vjet. E njëjta gjë nuk mund të thuhet për ata magnet që janë prodhuar më herët.

Në SHBA u krijua elektromagneti i përhershëm më i fortë në botë, i cili është në gjendje të gjenerojë një fushë magnetike prej 25 Tesla për një kohë të gjatë, duke zhvendosur nga ky piedestal magnetin e krijuar nga francezët në vitin 1991, i cili është në gjendje të prodhojë një fushë magnetike prej 17.5 Tesla. Magneti amerikan u prodhua nga specialistë nga Laboratori Kombëtar i Fushave Magnetike të Lartë në Universitetin e Floridës, kostoja totale e prodhimit ishte 2.5 milionë dollarë, e cila u nda për këtë qëllim nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës. Në mënyrë që ju të imagjinoni forcën e këtij magneti, vlen të përmendet se fusha magnetike e krijuar nga magneti e tejkalon fushën magnetike të Tokës me 500,000 herë, ndërsa e gjithë forca e fushës së magnetit është e përqendruar në një hapësirë ​​të vogël ku shkencëtarët do të kryejnë eksperimentet e tyre.

Magneti i ri ka një sërë avantazhesh ndaj paraardhësve të tij. Përveç prodhimit të një fushe magnetike 43% më të fortë, ajo siguron 1500 herë më shumë hapësirë ​​ku është e pranishme fusha magnetike më e fortë, duke i lejuar shkencëtarët të kryejnë një gamë më të gjerë eksperimentesh të ndryshme. Në një strehim magneti me anët e ndryshme Janë 4 vrima me përmasa 6 me 15 centimetra nëpër të cilat mund të kalojnë rrezet e dritës lazer në hapësirën e magnetit, duke marrë të dhëna shkencore në kohë reale nga mostrat e vendosura nën ndikimin e një fushe magnetike.

Kur bënin një magnet të ri, shkencëtarët dhe inxhinierët vendosën linjë e tërë probleme të ndryshme teknike. Vetë magneti përbëhet nga dy pjesë, të cilat ndodhen në një distancë prej disa centimetrash nga njëra-tjetra. Forca me të cilën këto gjysma të magnetit tërhiqen nga njëra-tjetra është 500 tonë, dhe për të siguruar integritetin e strukturës ishte e nevojshme të përdorni materiale speciale dhe të gjenin zgjidhje të pazakonta të projektimit. Rryma që rrjedh nëpër mbështjelljet e elektromagnetit është 160 kiloamper, dhe për të ftohur strukturën, më shumë se 13 mijë litra ujë në minutë pompohen përmes saj.

Prodhimi i një magneti të ri hap më së shumti perspektiva krejtësisht të reja për kërkime fusha të ndryshme, të tilla si kërkimi i nanoteknologjisë, optikës dhe gjysmëpërçuesve. Por, para së gjithash, magneti është menduar për eksperimente që lidhen me matjet optike të vetive të materialeve të ndryshme. Zbulimet e ardhshme të bëra me magnetin e ri do të përdoren për të përmirësuar cilësinë dhe karakteristikat e materialeve që do të bëjnë të mundur marrjen e llojeve të reja të gjysmëpërçuesve dhe çipave për gjeneratat e ardhshme të kompjuterëve. Duke përdorur magnetin e ri, do të jetë e mundur të kryhen eksperimente të reja në fusha të ndryshme të fizikës, kimisë dhe biokimisë.

Magneti më i fuqishëm është i aftë të prodhojë një fushë me një induksion prej më shumë se 100 Tesla

Krijimi i një fushe magnetike konstante me një forcë prej 100 Tesla ka qenë një nga problemet e zgjidhura nga shkencëtarët nga Laboratori Kombëtar i Los Alamos për gati një dekadë e gjysmë. Dhe vetëm kohët e fundit ata arritën ta bënin këtë, një elektromagnet i madh, i përbërë nga shtatë grupe mbështjelljesh, me peshë totale prej 8200 kilogramësh, i mundësuar nga një gjenerator i madh elektrik me një fuqi prej 1200 megaxhaule, gjeneroi një impuls të fushës magnetike prej 100 Tesla. Për krahasim, vlen të theksohet se kjo vlerë është 2 milionë herë më e madhe se forca e fushës magnetike të Tokës.

Një fushë magnetike me një forcë prej një Tesla është e barabartë me fushën magnetike të krijuar në mbështjelljen e një altoparlanti mesatar. Një magnet i imazhit të rezonancës magnetike (MRI) me rezolucion të lartë prodhon një forcë fushe prej afërsisht 10 Tesla. Në anën tjetër të spektrit për sa i përket fuqisë së fushës magnetike janë yjet neutron, forca e fushës magnetike të të cilëve mund të kalojë 1 milion Tesla. Pra, shkencëtarët e Los Alamos janë ende shumë larg nga një yll neutron, por magneti i tyre 100 Tesla është tashmë në rajonin e fushave magnetike jashtëzakonisht të forta.

Është shumë e rëndësishme që në magnetin Los Alamos impulset më të forta të fushës magnetike të mos çojnë në shkatërrim ose dëmtim të integritetit të strukturës së vetë magnetit. Vlera rekord e forcës së fushës magnetike të krijuar nga një elektromagnet që u shemb gjatë eksperimentit është 730 Tesla, dhe duke përdorur një magnet të projektuar posaçërisht dhe eksploziv që peshojnë rreth 180 kilogramë, shkencëtarët sovjetikë arritën në një kohë të krijojnë një impuls të fushës magnetike me një forcë prej 2800 Tesla.

Për çfarë qëllimesh përdoren magnete kaq të fuqishëm? Njoftimi për shtyp nga laboratori i Los Alamos nuk thotë asnjë fjalë për një superarmë apo një mjet për të ndikuar në klimën në shkallë planetare. Unë imagjinoj se fushat magnetike më të forta do të përdoren për të studiuar vetitë e materialeve të ndryshme, tranzicionet e fazës kuantike dhe për të kryer kërkime të tjera shkencore që lidhen me ndërveprimet e forta bërthamore.

Burimet: neodim-ural.ucoz.ru, www.bolshoyvopros.ru, joy4mind.com, www.dailytechinfo.org, www.nanonewsnet.ru, www.agroserver.ru, www.ngpedia.ru

Makinë fantazmë

Videoja me një makinë fantazmë që shfaqet nga askund në një kryqëzim ka mbledhur tashmë më shumë se 2 milionë shikime. Merreni me mend se nga u hodh...

Xhuxhët e Bretonit: Goriki

Në Brittany ata besojnë te xhuxhët, ose gnome, të cilët në pjesë të ndryshme të vendit quhen krionë, kurilë ose gorikë. Gjëja e fundit...

Bigelow Aerospace po përgatitet për prodhimin industrial të "moduleve inflatable"

Bigelow, e njohur si një kompani që zhvillon module të banueshme në hapësirë, ka pushuar nga puna disa nga stafi i saj pasi dëshiron të largohet nga R&D...

Magneti më i madh

Për të krijuar pajisje magnetike, shkencëtarët përdorën dikur materiale të ndryshme, duke përfshirë edhe ato ekzotike si platini. Megjithatë, fuqia e një magneti neodymium la shumë për të dëshiruar deri në vitin 1982, kur u zbuluan dhe u zbatuan vetitë e mahnitshme të neodymiumit. Kanë kaluar vetëm disa dekada që atëherë, por tashmë mund të themi se ky element i rrallë tokësor ka shpërthyer fjalë për fjalë. proceset teknologjike industri të ndryshme. Përparimi u arrit falë disa avantazheve të aliazhit.

Karakteristikat e produkteve magnetike

Së pari, sot mund të themi me besim të plotë se nga e gjithë familja e pajisjeve të tilla, më të fuqishmit janë magnetët neodymium. Së dyti, fuqia fantastike ngjitëse është larg nga avantazhi i vetëm i këtij lloj produkti. Vetëm shikoni rezistencën e tyre të famshme ndaj demagnetizimit. Ndërsa analogët e ferritit humbasin pothuajse plotësisht karakteristikat e tyre gjatë 20-30 viteve, neodymiumi bëhet më i dobët me vetëm disa përqind. Kjo do të thotë që jeta e tij e shërbimit është praktikisht e pakufizuar. Të gjithë ata që kishin fatin të blinin magnet të fuqishëm neodymium ishin në gjendje të verifikonin karakteristikat e tyre mbresëlënëse.

Ndër të tjera, forca e ngjitjes së produkteve magnetike ndikohet seriozisht nga parametrat e peshës dhe madhësisë së saj. Me fjalë të tjera, sa më masiv të jetë produkti, aq forcë e madhe do t'ju kërkohet ta grisni atë nga sipërfaqja e hekurit. Jo të gjithë mund të shkëputin edhe një disk 50x30, i cili peshon më pak se gjysmë kilogrami, nga një pllakë çeliku, sepse kjo do të kërkojë një përpjekje të krahasueshme me ngritjen e 116 kg. Prandaj, kushdo që vendos të blejë një magnet të madh neodymium duhet të kujtojë masat paraprake kur e trajton atë. Përpiquni t'i ruani sendet e neodymiumit larg objekteve masive prej hekuri, mos ua jepni fëmijëve dhe mos i nënshtroni ato ndaj ndikimit të ashpër mekanik - materiali është mjaft i brishtë.

Në katalogun e faqes në internet mund të gjeni magnet nga disa gram deri në disa kilogramë dhe një tufë prej disa centerash.

Magneti më i fuqishëm në Tokë u krijua në Laboratorin Kombëtar të Los Alamos, SHBA. Mund të gjenerojë një fushë magnetike prej 100.75 Tesla (Tesla), e cila është 2 milionë herë më e fuqishme se fusha magnetike e Tokës, e cila është 0.00005 Tesla. Por kjo vlerë nuk është asgjë në krahasim me forcën e fuqishme të natyrës që krijoi në thellësi të hapësirës magnetin më të fuqishëm të zbuluar ndonjëherë nga njeriu.

Ky magnet është një lloj ylli neutron i quajtur magnetar. Një yll neutron lind kur një yll masiv, që ka akumuluar shtresa të elementeve të ndryshme kimike në fund të jetës së tij, shpërthen në një shpërthim supernova. Bërthama e mbetur pas shpërthimit është e ngjeshur aq fort nën ndikimin e gravitetit saqë elektronet fjalë për fjalë "hyjnë" në bërthamat atomike, duke i kthyer protonet në neutrone. Si rezultat, pothuajse i gjithë ylli i porsalindur përbëhet nga bërthama e neutronit, dhe një shtresë shumë e hollë elektronesh e rrethon atë në krye.

Diametri i një ylli neutron është rreth 20 km - asgjë në në një shkallë kozmike. Ylli i shembur mund të ketë një rreze prej disa milion kilometrash, kështu që substanca që rezulton ka një densitet të paimagjinueshëm - miliona herë më të dendur se uji: një pikë e një substance të tillë peshon dhjetëra miliona tonë. Një tranzicion kaq i mprehtë nga madhësia e madhe rrit frekuencën e rrotullimit të yllit neutron dhe fushën e tij magnetike në vlera befasuese.

Yjet neutron që kanë një fushë magnetike veçanërisht të fortë quhen magnetarë.

Kjo eshte interesante: Fusha magnetike e magnetarëve është aq e fuqishme sa mund të nxjerrë të gjithë hekurin nga gjaku i njeriut nga një distancë prej disa mijëra kilometrash.

Ky lloj yjesh të shembur u zbulua teorikisht në vitin 1992, por ekzistenca e magnetarëve u vërtetua në praktikë vetëm në vitin 1998, kur njëri prej magnetarëve u shfaq me një shpërthim të fuqishëm. rrezatimi me rreze x në yjësinë Aquila. Me zhvillimin e teknologjisë, ishte e mundur të konfirmohej ekzistenca e dhjetëra magnetarëve në galaktikën tonë, por njëri prej tyre - SGR 1806-20 - ka një fushë magnetike jashtëzakonisht të fuqishme prej 10 11 Tesla (dhjetë deri në fuqinë e njëmbëdhjetë), e cila është katërlion herë më e fortë se fusha magnetike e Tokës. Studimet shtesë kanë treguar se magnetari ndodhet 50,000 vjet dritë nga Toka, diametri i tij nuk ka gjasa të kalojë 20 km, ai bën një rrotullim rreth boshtit të tij në 7,5 sekonda dhe shpejtësia e rrotullimit të tij është 30,000 km/h!

28 dhjetor 2004 SGR 1806-20 ndikimi i një magnetari njëzet kilometrash, 50,000 vite dritë larg sistem diellor, Toka jonë u ndje plotësisht - rrezatimi gama nga një shpërthim në sipërfaqen e magnetarit arriti në rrethinën e tij. Është vlerësuar se në më pak se gjysmë sekonde, SGR 1806-20 lëshoi ​​një sasi energjie ekuivalente me sasinë e energjisë së lëshuar nga Dielli në 100,000 vjet. Nëse një person mund të shihte në rrezen gama, shpërthimi në sipërfaqen e SGR 1806-20 në qiellin e natës do të ishte më i ndritshëm Hena e plote. Nëse magnetari do të ishte pesë herë më afër Tokës, ne shtresa e ozonit do të ishte shkatërruar. Por kjo nuk do të thotë se kjo nuk mund të ndodhë në asnjë sekondë - në fund të fundit, magnetari më i afërt nga Toka është në një distancë prej 13,000 vjet dritë.

Në shkencë ka gjithmonë një element të konkurrencës - kush është më i miri në një sport të caktuar. Natyrisht, pyetja se cili magnet është më i madhi nuk kalon pa u vënë re. Përgjigja është krejtësisht e papritur për një person të mësuar me botën e magnetëve teknikë: magnetët më të mëdhenj të njohur për shkencën moderne rezultojnë të jenë ishuj yjor - galaktika spirale. Në veçanti, magneti gjigant është galaktika në të cilën jetojmë - Rruga e Qumështit. I madhi E. Fermi e mendoi për herë të parë këtë në fund të viteve 40 të shekullit të kaluar, duke menduar se çfarë mund të mbante rrezet kozmike në Galaxy. Ai vlerësoi saktë forcën e fushës magnetike rruga e Qumështit dhe në terma të përgjithshëm e përfytyroi saktë konfigurimin e tij. Mund ta ketë zili vetëm aftësinë e klasikëve të shkencës për të nxjerrë përfundime të sakta nga një grup shumë i kufizuar faktesh dhe, më e rëndësishmja, për t'u përmbajtur nga spekulimet e pabaza të bazuara në të. Përafërsisht në të njëjtën kohë, astronomi i shquar rus B.A. Vorontsov-Velyamov i përfshiu këto rezultate të Fermit në librin e tij shkollor për astronominë për klasën e 11-të të shkollës së mesme, dhe e përfshiu atë në atë mënyrë që teksti i tij, praktikisht pa redaktim, të mund të përfshihej në. rishikime moderne mbi fushat magnetike të galaktikave. Tani për disa arsye kjo lëndë nuk mësohet në shkollë.

Lindja e ideve

Në përgjithësi, magnetizmi është i përhapur në hapësirë. Dielli dhe shumë yje dhe planetë kanë një fushë magnetike. Në fund të fundit, magneti është Toka. Zakonisht thuhet se fushat magnetike në një trup qiellor dhe mjedisin kozmik zbulohen nga ndarja e linjave spektrale të rrezatimit elektromagnetik në praninë e tyre, d.m.th., nga efekti Zeeman. Kështu u zbulua fusha magnetike e Diellit. Sidoqoftë, është e mundur të vëzhgohen fushat magnetike të galaktikave duke përdorur efektin Zeeman vetëm në raste të jashtëzakonshme, në ato rajone ku këto fusha janë anormalisht të forta. Fakti është se për shkak të lëvizjeve të atomeve që lëshojnë, linjat spektrale zgjerohen për shkak të efektit Doppler. Pra, ndarja relativisht e vogël e shkaktuar nga fusha magnetike e galaktikës zakonisht kalon e pazbuluar. Dhe këtu vjen në shpëtim një efekt tjetër - efekti Faraday. Ai konsiston në faktin se në një mjedis asimetrik pasqyre (për shembull, në një tretësirë ​​sheqeri - në substanca organike ka vetëm sheqerna të njërit prej dy konfigurimeve simetrike pasqyre), ndërsa drita kalon nëpër të, rrafshi i polarizimit të kjo e fundit rrotullohet. Rezulton se fusha magnetike gjithashtu e bën pasqyrën e mesme-asimetrike, dhe rrezatimi sinkrotron i pranishëm në shumë trupa qiellorë është i polarizuar. Këndi i rrotullimit është proporcional me projeksionin e forcës së fushës magnetike në vijën e shikimit, densitetin e elektroneve termike të mediumit, gjatësinë e rrugës dhe katrorin e gjatësisë së valës së rrezatimit. Gjatësia e rrugës në galaktika është e madhe, kështu që edhe me një fushë të vogël magnetike, ndodh një rrotullim domethënës i planit të polarizimit. Vërtetë, ky rrotullim nuk duhet të jetë shumë i madh, pasi atëherë rrafshi i polarizimit rrotullohet shumë herë, dhe vëzhgimet janë të vështira për t'u interpretuar. Si rezultat, rezulton se është më mirë të vëzhgoni rrotullimin e Faraday në rrezen e radios, në gjatësi vale në shkallë centimetri.

Kur themi se fusha magnetike e galaktikave është e dobët, e krahasojmë atë me fushën pajisje teknike ose Toka. Në fakt, ky krahasim nuk është tregues - bota e galaktikave ka shkallën e vet. Është më mirë të krahasohet dendësia e energjisë e fushës magnetike dhe, për shembull, dendësia e energjisë e lëvizjeve të rastësishme të gazit ndëryjor, në të cilën ndodhet vetë fusha. Rezulton se këto energji janë afërsisht të njëjta. Me fjalë të tjera, fusha magnetike e galaktikës në shkallën e saj natyrore është shumë më e fortë se shumica e fushave magnetike me të cilat jemi mësuar - është në gjendje të ndikojë në dinamikën e mediumit. E njëjta gjë mund të thuhet, për shembull, për fushën magnetike të Diellit. Ekspertët besojnë se fusha magnetike në thellësi të Tokës gjithashtu mund të ndikojë ndjeshëm në rrjedhat në lëng bërthama e jashtme planetët.

Para se të tregojmë se cila është fusha magnetike e galaktikave në mënyrë sasiore, është e nevojshme të përmendet edhe një ndryshim midis fushave të tilla në hapësirë ​​dhe në pajisjet teknike. Ne zakonisht e lidhim fenomenin e magnetizmit me feromagnetet - në fëmijëri ata fillojnë ta studiojnë atë duke përdorur shembullin e një magneti patkua. Në mjedisin hapësinor, ferromagnetizmi është shumë i rrallë. Prandaj, nuk ka kuptim të bëhet dallimi midis forcës së fushës magnetike dhe induksionit magnetik, dhe fusha magnetike zakonisht matet jo në ersteds, por në gaus. Eksperimenti tregon se redaktorët e huaj janë tolerantë ndaj kësaj praktike, por redaktorët vendas nuk janë aq tolerantë. Pra, forca e fushës magnetike të galaktikave është në rendin e disa mikrogauseve.

Në 30 vitet që nga supozimi i Fermit, një sasi e madhe e të dhënave është grumbulluar mbi rrotullimin Faraday të rrezatimit të burimeve radio ekstragalaktike (në lidhje me ne) dhe pulsarëve, d.m.th., burimet galaktike të rrezatimit të polarizuar. Si rezultat, në fund të viteve 80 të shekullit XX. u hap mundësia për të studiuar pak a shumë në detaje strukturën e fushës magnetike të Rrugës së Qumështit. Doli se kjo fushë magnetike shtrihet në rrafshin e galaktikës, është afërsisht simetrike në raport me rrafshin qendror të diskut galaktik dhe afërsisht pingul me drejtimin drejt qendrës së galaktikës (Fig. 1). Kjo simetri është shumë e përafërt - shqetësime të ndryshme mbivendosen në fushën mesatare magnetike. Kjo strukturë e fushës magnetike duket e natyrshme. Sidoqoftë, fusha magnetike e njohur dipole e, të themi, Tokës, ka një strukturë krejtësisht të ndryshme - është pingul me rrafshin ekuatorial të planetit tonë. Me fjalë të tjera, fusha magnetike e Rrugës së Qumështit ka simetri katërpolëshe në vend të tipit dipol, d.m.th. nuk shkon nga një pol magnetik në tjetrin (si një fushë magnetike poloidale), por drejtohet pothuajse në një drejtim azimutal (si një fushë toroidale). . Në fakt, ka edhe devijime nga fusha magnetike toroidale, ka edhe një komponent poloidal, por ato janë relativisht të dobëta.

Fatkeqësisht, Rrugën e Qumështit e shohim nga brenda, kështu që imazhi i të gjithë pyllit humbet lehtësisht pas pemëve aty pranë. Është shumë e dobishme të shikosh situatën nga jashtë, kjo është arsyeja pse vëzhgimet e galaktikave të jashtme janë veçanërisht të vlefshme. Rezultate të tilla u shfaqën në vitet 80 të shekullit të kaluar. Pjesa më e madhe e këtyre vëzhgimeve u krye nga radio astronomët gjermanë nga Instituti i Radio Astronomisë së Shoqërisë. Max Planck në Bon. Merita për organizimin e tyre i takon R. Vilebinsky, një person jashtëzakonisht shumëngjyrësh, me origjinë nga Polonia, i cili ndoqi shkollën e radioastronomisë në Australi dhe, meqë ra fjala, një mbështetës aktiv i bashkëpunimit ndërkombëtar, ku përfshihej edhe vendi ynë. Në atë kohë, Gjermania kishte shëruar tashmë plagët më të dukshme të shkaktuara nga fatkeqësia ushtarake, por shkenca gjermane ishte ende larg standardeve të paraluftës. Ishte e nevojshme të identifikoheshin fushat ku lidershipi mund të arrihej me përpjekje të arsyeshme. Në veçanti, një radio teleskop i ri modern filloi funksionimin në Effelsberg, afër Bonit (Fig. 2). Vëzhgimet e para treguan se emetimi i radios nga galaktikat e jashtme është i polarizuar. Është i natyrës sinkrotronike, d.m.th., i shkaktuar nga lëvizja e elektroneve relativiste në një fushë magnetike. Rrezatimi sinkrotron shumë polarizuar (rreth 70% polarizim). Prania e një lloji të fushave magnetike në galaktika nuk befasoi askënd - astronomët janë mësuar të shpjegojnë gjithçka të pakuptueshme me ta. Por tradicionalisht besohej se këto fusha kanë një shkallë hapësinore shumë të vogël dhe lidhen jo me të gjithë galaktikën, por me disa nga objektet e saj lokale. Atëherë rrezatimi që vjen nga pjesë të ndryshme të galaktikës duhet të kishte orientime shumë të ndryshme të planit të polarizimit, kështu që në tërësi doli të ishte i papolarizuar. Në fakt, u vu re polarizim. Sigurisht, jo 70% - përqindja e polarizimit ishte rreth 10%, por sipas standardeve astronomike kjo është shumë. Vilebinsky mendoi saktë një drejtim premtues të kërkimit këtu. Theksojmë se distanca nga vëzhgimi i polarizimit deri në rindërtimin e strukturës së fushës magnetike të galaktikave të jashtme është e madhe. Është e rëndësishme që perspektiva të njihet saktë, dhe impulsi fillestar i hulumtimit doli të ishte aq i fortë sa që përcakton në masë të madhe situatën në këtë fushë deri më sot (megjithëse, natyrisht, grupet e tjera konkurruese po rriten gradualisht, veçanërisht në Holandë).

Një rrethanë tjetër fatlume që përcaktoi situatën në studimin e fushave magnetike të galaktikave ishte se në atë kohë një grup teoricienësh të interesuar për origjinën e fushave të tilla punonin intensivisht në Moskë. Udhëheqësi shkencor i këtij grupi ishte fizikani i shquar vendas Ya B. Zeldovich, rreth të cilit studionin të rinjtë çështje të ndryshme astrofizikanë.

Origjina e fushave magnetike të trupave qiellorë dhe, mbi të gjitha, Diellit ka qenë prej kohësh me interes për teoricienët. Tashmë në vitin 1919, J. Larmore kuptoi se asgjë tjetër përveç induksionit elektromagnetik nuk ishte e dukshme si një mekanizëm i aftë për të krijuar fushën magnetike të Diellit. Në fakt, nuk dua ta konsideroj idenë e një cope ferromagneti në qendër të Diellit as si shaka. Për analogji me atë që atëherë quhej dinamo, mekanizmi mori emrin "dinamo". Për të theksuar se ky mekanizëm nuk nënkupton praninë e përçuesve të fortë dhe detajeve të tjera të parëndësishme në Diell, epiteti i është bashkangjitur kësaj fjale. hidromagnetike. Nga fillimi i viteve 1980, teoria e dinamos diellore ishte të paktën disi e zhvilluar. Ishte e qartë se në trupat e tjerë qiellorë ishte gjithashtu e natyrshme të shpjegohej origjina e fushave magnetike duke përdorur mekanizmin dinamo. Janë botuar disa punime se si mund të funksionojë një dinamo në diskun e galaktikave. E para prej tyre, e shkruar nga S.I. Weinstein dhe A.A.

Zeldovich ishte një person i orientuar drejt bashkëpunimit shkencor ndërkombëtar, sado e vështirë të ishte realizimi i këtij synimi. Një nga rezultatet e përpjekjeve të tij ishte botimi në 1983 në Nju Jork nga shtëpia botuese Gordon and Breach i librit "Fushat magnetike në astrofizikë", shkruar prej tij së bashku me bashkëpunëtorët e rinj A. A. Ruzmaikin dhe autorin e këtij artikulli. Është e qartë se kemi shkruar për atë që kemi kuptuar vetë, kështu që një pjesë e konsiderueshme e librit iu kushtua dinamos galaktike. Libri bëri përshtypje te lexuesi. Në atë kohë, bashkatdhetarët tanë rrallë botonin libra menjëherë gjuhe angleze dhe jashtë vendit, por ndoshta më e rëndësishme ishte se për herë të parë çështja e fushave magnetike të Rrugës së Qumështit zuri një vend të tillë në libër. Grupet e tjera që punojnë në këtë fushë janë fokusuar më shumë në dinamot diellore.

Na u bë gjithashtu e qartë se po hapej një fushë e re kërkimi. Më kujtohet mirë se si dëgjuam raportin e radioastronomit të shquar nga Boni, R. Beck, i cili sapo kishte zbuluar emetimin e radios të polarizuar nga mjegullnaja e Andromedës - galaktika M31. Ky rrezatim nuk u përhap në të gjithë diskun e galaktikës, por u përqendrua në një unazë (Fig. 3). Kjo është ndoshta ku ndodhet fusha magnetike e kësaj galaktike. Por pse u grumbullua në një unazë ishte krejtësisht e paqartë për vëzhguesit. Ne e dinim se studenti i Sasha Ruzmaikin, Anvar Shukurov sapo kishte shkruar një letër se çfarë lloj shpërndarjeje të fushës magnetike pritej në M31 - e përqendruar pikërisht në unazë, e cila ndodhej pikërisht aty ku ishte unaza e rrezatimit të polarizuar.

Në atë kohë nuk ishte aq e lehtë t'i afroheshe një mysafiri që kishte ardhur nga Gjermania e largët Perëndimore dhe t'i tregoje për idetë e tua. Megjithatë, Sasha është një person që mund të kalojë nëpër një mur, kështu që pas disa muajsh arritëm të sjellim hulumtimin e grupit tonë në vëmendjen e kolegëve tanë gjermanë. Si rezultat i këtyre përpjekjeve, ne morëm një ofertë për të shkruar një libër për fushat magnetike të galaktikave (të gjitha llojet, jo vetëm Rrugën e Qumështit) për shtëpinë botuese holandeze Durnebaal Reidel nga Dordrecht. Në atë kohë, qyteti i Dordrecht, si gjithë Holanda, perceptohej si diçka joreale. Shumë vite më vonë, përfundova atje dhe shkova posaçërisht për një ditë pushimi në këtë qytet, ku në vitin 1988 u botua libri ynë "Fushat magnetike të galaktikave" nga Ruzmaikin dhe Shukurov (megjithëse shtëpia botuese tashmë ishte bërë e njohur si "Kluver" - ligjet e biznesit, asgjë nuk mund të bëhet). Kësaj radhe, versioni rus u botua menjëherë në shtëpi, në shtëpinë botuese Nauka. Ne duhej të prisnim një çerek shekulli për botimin rus të librit të parë.

Për fatin tonë, teoria e origjinës së fushave magnetike të galaktikave nuk ishte pjesë përbërëse e konceptit të studiuesve të Bonit. Prandaj, bashkëpunimi i ngushtë midis grupeve tona u krijua shpejt (sipas standardeve të asaj kohe), kështu që tashmë në vitin 1989 ne lëshuam paraprintin e parë të përbashkët. Gjatë perestrojkës, lidhjet shkencore u rritën me shpejtësi dhe shumë anëtarë të grupit tonë u bënë shkencëtarë të huaj. Prandaj, rishikimi tjetër i madh mbi fushat magnetike të galaktikave, i cili doli në vitin 1996 dhe ende mbetet referenca standarde për këtë çështje, u shkrua mjaft. grup i madh autorë nga shumë vende evropiane. Vini re se në Gjermani ekzistonte një grup i njohur që punonte në fushën e dinamos. Vërtetë, ky grup punoi në RDGJ, në Potsdam. Kjo nuk e përjashtoi bashkëpunimin me Bonin, por e bëri jo aq të thjeshtë. Përveç kësaj, shpesh është më e lehtë të bashkëpunosh me një koleg në një vend të largët sesa me fqinjin. Në një mënyrë apo tjetër, midis pjesëmarrësve në shqyrtim ishte A. Brandenburg, i cili u largua nga grupi i Potsdamit dhe më pas punonte në Kopenhagë. Tani ky specialist kryesor në modelimin numerik të drejtpërdrejtë të fushave magnetike kozmike punon në Stokholm, në Institutin fizikës teorike vendet veriore (NORDITA).

Rezultatet e para në fushat magnetike të galaktikave zgjuan interes të dukshëm, edhe pse jo gjithmonë të pritur, publik. Në ato vite nuk kishte internet, por kishte një praktikë të kërkesave për ribotim të artikujve dhe konsiderohej se ishte e pahijshme të mos i përgjigjeshim një kërkese të tillë. Më kujtohet se i dërgova një printim një kërkese nga kopshti zoologjik i Kajros.

Si lindin fushat magnetike të galaktikave?

Dinamo galaktike punon në të njëjtat parime si ajo diellore. Vështirësia kryesore në mënyrën e funksionimit të këtij mekanizmi është se si të anashkalohet rregulli Lenz i njohur nga shkolla - induksioni elektromagnetik krijon një fushë të re magnetike në mënyrë që të mos rritet, por zvogëlohet fusha magnetike fillestare, e farës. Rrjedhimisht, për vetë-ngacmimin e një fushe magnetike (dhe kjo është një dinamo), është e nevojshme që dy qarqe efektive të përfshihen në proces. Pastaj e para prej tyre krijon një fushë magnetike në të dytën, dhe e dyta përdor këtë fushë në zhvillim dhe gjeneron një të re në qarkun e parë. Në të njëjtën kohë, rregulli i Lenz-it nuk e ndalon shtimin e fushës së re në atë origjinale.

Ekspertëve të dinamos iu deshën rreth gjysmë shekulli për të kuptuar se si ta zbatonin këtë aftësi kushtet natyrore. Fusha magnetike e qarkut primar mund të mendohet si fushë e një dipoli magnetik ose katërpolësh magnetik. Ajo quhet poloidale. Është ngrirë në një mjedis rrotullues shumë përçues. Ky rrotullim nuk është pothuajse kurrë një trup i fortë - trupat e ngurtë janë të rrallë në hapësirë. Meqenëse pjesë të ndryshme të linjës magnetike rrotullohen me shpejtësi të ndryshme këndore, një fushë magnetike toroidale e drejtuar në azimut lind nga fusha magnetike poloidale. Kjo pjesë e pajisjes dinamo nuk ngre shumë dyshime.

Problemi është se si të rindërtohet fusha magnetike poloide nga ajo toroidale. Nga vitet 60 të shekullit të kaluar u bë e qartë se e vetmja mënyrë realiste për këtë kushtet hapësinore shoqërohet me një shkelje të simetrisë së pasqyrës së konvekcionit (ose turbulencës) në një trup rrotullues. Për shkak të mungesës së simetrisë, lind një komponent i rrymës elektrike që drejtohet jo pingul, por paralel me fushën magnetike. Në një formë të qartë të arritshme për studimin sasior, kjo ide u shpreh dhe u zhvillua nga shkencëtarët nga RDGJ e atëhershme M. Steenbeck, F. Krause dhe K.-H. Radler. Ky është ndoshta zbulimi më i famshëm dhe më i rëndësishëm i fizikantëve gjermanolindorë. Quhet efekti alfa. Sigurisht, me kalimin e kohës, fizikanët mësuan të përshkruanin efektin alfa në nivelin e duhur matematikor. Por problemi kryesor me të është ende psikologjik. E gjithë përvoja e shkollës, universitetit dhe fizikës standarde në përgjithësi u formua nën supozimin e heshtur se kemi të bëjmë me media simetrike të pasqyrës. Efektet e asimetrisë së pasqyrës fillojnë të luajnë një rol të rëndësishëm në mikrokozmos. Ato u zbuluan afërsisht në të njëjtën kohë kur u formua ideja e efektit alfa. Në atë kohë, fizikantët ishin mësuar tashmë me faktin se sjellja grimcat elementare nuk përshtatet mirë në kategori sens të përbashkët, megjithatë, ishte e vështirë të imagjinohej se kjo ndodh edhe në botë në një shkallë të gjerë. Në fakt, simetria e pasqyrës cenohet nga rrotullimi i përgjithshëm i trupit, në në këtë rast galaktikat. Është qesharake që në gjeografi ky fakt konsiderohet i qartë - ekziston ligji i Baer: sipas tij, lumenjtë që rrjedhin në hemisfera të kundërta lajnë brigje të ndryshme. Dynamo përdor saktësisht të njëjtën ide në një kontekst krejtësisht të ndryshëm.

Le të theksojmë se dinamo është një fenomen pragu. Efektet e induksionit duhet të kapërcejnë humbjet omike të fushës magnetike të lidhura me përçueshmërinë e kufizuar të mediumit. Në botën e galaktikave, ky prag gjenerimi është kapërcyer për shkak të shkallës së madhe hapësinore të kësaj të fundit.

Brenda kuadrit të vetive të dinamos galaktike, është e qartë pse lindin fusha magnetike në galaktikat spirale dhe disa lloje të tjera të ngjashme - janë këto galaktika që rrotullohen.

Ishte gjithashtu e mundur të kuptohej pse konfigurimi i fushave magnetike të galaktikave nuk është aspak i ngjashëm me mënyrën se si janë strukturuar fushat magnetike të Diellit dhe Tokës. Doli se në të gjitha rastet dinamo funksionon në një shtresë të caktuar, por shpejtësia këndore në galaktika ndryshon përgjatë kësaj shtrese, dhe në raste të tjera - përgjatë saj. Për ta thënë butë, nuk ishte e qartë paraprakisht se një detaj i tillë në dukje i parëndësishëm do të çonte në rezultate krejtësisht të ndryshme. Natyrisht, është gjithashtu shumë e rëndësishme që kushtet për vëzhgimin e fushave magnetike në të gjitha këto situata të jenë shumë të ndryshme - ne shohim, para së gjithash, atë që është lehtësisht e vëzhgueshme.

Ide të reja dhe iluzione të vjetra

Modelet e para të gjenerimit të fushës magnetike në galaktika ishin, natyrisht, të përgjithësuara dhe uniforme. Sigurisht, ishte shumë me fat që ata gjetën menjëherë një vend për një veçori të ndritshme (unaza në M31), e cila mund të shihet edhe në vëzhgime. Një nga pulla postare, lëshuar nga posta gjermane (Fig. 4).

Në vitet që nga ajo kohë, vëzhguesit kanë zbuluar shumë detaje të ndryshme dhe të bukura dhe teoricienët pak a shumë kanë mësuar t'i shpjegojnë ato.

Doli se në disa galaktika spirale (për shembull, në NGC 6946), fushat magnetike mblidhen në krahë magnetikë të veçantë, të cilët ndodhen midis krahëve spirale të formuara nga gazi dhe yjet (Fig. 5). Teoricienët priren t'i interpretojnë këta krahë magnetikë si një lloj kalimtarie, domethënë një strukturë magnetike që nuk e ka arritur ende gjendje ekuilibri. Shembuj të tjerë të tranzientëve të ngjashëm janë të njohur. Për shembull, fusha magnetike e Rrugës sonë të Qumështit ndryshon drejtimin e saj disa herë përgjatë rrezes galaktike. Modelet më të thjeshta të dinamove galaktike parashikojnë që faza përfundimtare e evolucionit të fushës magnetike të galaktikave nuk duhet të ketë karakteristika të tilla. Shfaqja e tyre në galaktikat reale shpjegohet me faktin se këta trupa qiellorë, shumë të vjetër sipas standardeve njerëzore, janë shumë të rinj në kuptimin magnetik. Në fakt, rezulton se koha karakteristike gjatë së cilës një dinamo galaktike mund të riorganizojë ndjeshëm fushën magnetike në një rajon të caktuar të diskut galaktik është rreth 0.5 miliardë vjet. Kjo, natyrisht, është dukshëm më pak se mosha e galaktikave, e krahasueshme me 10 miliardë vjet, por hendeku midis të dhënave është i përkohshëm. s Në shkallën tonë nuk është aq i madh. Është gjithashtu e rëndësishme që galaktika nuk ka mbetur e pandryshuar gjatë gjithë jetës së saj. Në të ndodhën dukuri të ndryshme, si shpërthime të formimit të yjeve, shfaqja dhe zhdukja e krahëve spirale të gazta, ndërveprimet me galaktikat fqinje, etj. Dinamoja galaktike relativisht e lirë nuk ka kohë të zbusë gjurmët e këtyre ngjarjeve. Si rezultat, në pjesë të ndryshme të diskut galaktik formohen fragmente të konfigurimit magnetik përfundimtar, të cilat nuk përshtaten mirë me njëra-tjetrën. Këto janë kalimtare. Në formimin e tyre ndihmon veçanërisht fakti se fusha magnetike është një pseudovektor. Kjo do të thotë se është e mundur të parashikohet vetëm madhësia e vektorit të fushës magnetike dhe vija e drejtë në të cilën shtrihet, dhe shkak fizik, që do të nxirrte në pah drejtimin e fushës, nuk mund të ekzistojë. Prandaj, në fragmente të ndryshme të konfigurimit magnetik, fusha magnetike mund të ketë drejtime të kundërta, dhe në kryqëzimin e fragmenteve ndodhin përmbysjet jetëgjata të fushës magnetike.

Shtresa të tilla kufitare të brendshme (ato quhen gjithashtu struktura kontrasti) janë të njohura në shumë fusha të fizikës (për shembull, në fizikën e gjysmëpërçuesve). Për të studiuar struktura të kundërta, matematikanja e shquar vendase A. B. Vasilyeva dhe shkolla e saj zhvilluan metoda të fuqishme llogaritje. Natyrisht, ne përdorëm gjerësisht idetë e këtij grupi, por analogjia formale e zbuluar midis gjysmëpërçuesve dhe galaktikave ishte, natyrisht, krejtësisht e papritur.

Natyrisht, galaktikat spirale nuk janë vetëm disqe rrotulluese me gaz dhe yje. Ato përmbajnë struktura të ndryshme. Për shembull, në pjesë qendrore disa galaktika kanë një të veçantë strukturë lineare, e cila shpon rajonin qendror si një fole. Krahët spirale shtrihen nga skajet e saj, kështu që në rusisht supozohet të quhet kërcyes, megjithëse në fjalimin e vërtetë zakonisht shënohet me fjalën angleze bar. Fushat magnetike në galaktikat me një shirit u studiuan në kuadrin e një projekti të veçantë gjermano-rus të Fondacionit Rus për Kërkime Bazë dhe gjermane. shoqëria shkencore, për të cilën u jemi shumë mirënjohës të dy themeluesve. Doli që shiriti rrotullues ndryshon shumë konfigurimin standard të fushës magnetike, dhe më e rëndësishmja, e tillë vijat magnetike, përgjatë së cilës lënda mund të rrjedhë dhe të ushqejë një vrimë të zezë, me sa duket e vendosur në qendër të galaktikës (Fig. 6). Deri më tani, galaktikat me hekura janë e vetmja klasë morfologjike e galaktikave të studiuara në detaje (si nga ana vëzhguese ashtu edhe nga ana teorike).

Përshkrimi i rezultateve të këtij kërkimi të detajuar dhe të mundimshëm bëri që të publikoheshin në një sërë revistash shkencore (dhe të njohura), duke përfshirë ato më prestigjioze, dhe praktika e shkrimit të raporteve të projekteve bëri të mundur arritjen e përfundimeve të papritura shkencore. Ne e dinim tashmë se do të ishte një ide e mirë t'i publikonim rezultatet tona në revistat më të cituara, p.sh. Natyra. Dhe pasi arritën rezultatet përkatëse, ata e bënë këtë. Praktika tregon se (të paktën në astronomi) një botim i tillë prestigjioz në vetvete nuk i bën përshtypje të veçantë komunitetit shkencor dhe nuk shkakton, në veçanti, një rrjedhë referencash. Është shumë më e rëndësishme të mbështetet ky artikull pilot me një publikim të detajuar të vazhdueshëm të rezultateve gjatë gjithë serisë revista shkencore për këtë temë - nga një revistë prestigjioze drejtuar një të gjerë audiencë shkencore, për më shumë revista vendase drejtuar një rrethi specialistësh të ngushtë. Pastaj rezulton se indeksi i citimeve të artikujve të veçantë është afërsisht i njëjtë me atë të një artikulli në Natyra. Siç thonë futbollistët, rendi ia kalon klasës.

Jo të gjitha pritjet fillestare u konfirmuan nga hulumtimi. Për shembull, shpesh duket se fusha magnetike e galaktikave është e lidhur jo aq shumë me diskun galaktik në tërësi, por me krahët spirale në këtë disk. Në fakt, drejtimet e vektorëve magnetikë janë afër drejtimit të krahëve spirale. Mbylle, por jo njësoj. Sigurisht, krahët e gazit shtrembërojnë shpërndarjen e fushës magnetike, por, siç doli, ata vetë nuk e shkaktojnë atë.

Një tjetër keqkuptim që është shpërndarë gjatë kërkimit është ideja se fusha magnetike e galaktikave u formua nga përdredhja e një fushe magnetike fillimisht uniforme të ngrirë në materialin nga i cili u formua galaktika. Një fushë e tillë hipotetike magnetike quhet fushë magnetike relikte. Në fillim kjo ide dukej shumë tërheqëse - nuk kishte nevojë të mendohej për një lloj asimetrie pasqyre dhe vështirësi të tjera. Megjithatë, llogaritjet tregojnë se një fushë e tillë relikte nuk mbijeton në galaktikat rrotulluese dhe nëse për ndonjë mrekulli do të mbijetonte, konfigurimi i saj do të ishte i ndryshëm nga ai i vëzhguar.

Fushat magnetike në kontekstin e kohëve moderne

Zhvillimi i një fushe specifike të shkencës nuk përcaktohet gjithmonë vetëm nga konsiderata thjesht shkencore. Ndërtimi i radio teleskopëve të rinj, pa të cilët është e vështirë të përmirësohen aftësitë e vëzhgimit, është një proces kompleks dhe i kushtueshëm që kërkon bashkëpunim shumë serioz ndërkombëtar dhe ndërdisiplinor. Është e pamundur të imagjinohet se do të ndërtohej një radio teleskop i ri i fuqishëm për të kryer një të tillë problem shkencor. Prandaj, përgatitja për vëzhgime me një pajisje të re zgjat më shumë se një vit dhe çon në ristrukturimin e të gjithë sistemit të grupeve të përfshira në këtë fushë të shkencës.

Tani është e qartë se radio teleskopët e ardhshëm që do të vëzhgojnë fushat magnetike të galaktikave do të jenë teleskopët LOFAR (nga anglishtja Rrjeti me frekuencë të ulët- komplekse me frekuencë të ulët) dhe SKA ( Vargu i kilometrave katrorë- një kompleks prej një kilometri zona). E veçanta e të parit prej tyre, e cila tashmë është ndërtuar kryesisht në Holandë, është se përbëhet nga bërthama qendrore dhe stacionet ndihmëse të vendosura në të ndryshme vendet evropiane. Një nga këto stacione ndodhet afër Krakovit, në një fortesë nga Lufta e Parë Botërore. Është udhëzuese të hedhim një vështrim më të afërt në përvojën e këtij observatori të Universitetit Jagiellonian (Poloni). Një çerek shekulli më parë, kur pashë për herë të parë këtë observator, ai nuk kishte asnjë instrument pak a shumë modern, nuk kishte as para dhe as vëzhgues specialistë që mund të bënin vëzhgime moderne. Por kishte një kuptim të qartë se dikush mund të dilte nga kjo situatë e vështirë vetëm me përpjekjet e veta. Gjatë viteve të kaluara, drejtuesit e këtij grupi, të cilët me radhë ishin M. Urbanik dhe K. Otmianowska-Mazur, vendosën bashkëpunim të ngushtë midis studentëve të astronomisë dhe vëzhguesve nga Boni, kryesisht me Beck-un, tashmë të njohur për ne. Djemtë e rinj u bënë studiues me përvojë dhe morën përsipër shumë projekte vëzhgimi nga kolegët e tyre gjermanë. Gradualisht, u gjetën para për ndërtimin e stacionit LOFAR, veçanërisht pasi teknikisht një stacion i tillë është mjaft i thjeshtë. Më kujtohet mirë se si, në vitet e mia të diplomimit, isha në një radio teleskop të ngjashëm afër Kharkovit. Përpjekjet e astronomëve-vëzhguesve të Krakovit u mbështetën nga teoricienë nga qyteti polak i Torunit. Si rezultat, Polonia ka zënë një pozicion udhëheqës në këtë fushë, duke shpenzuar burime minimale për të. Ndoshta ia vlen të mësosh?

Ideja teknike pas radio teleskopit LOFAR përfshin vëzhgime në gjatësi vale dukshëm më të gjata se radioteleskopët që kryenin vëzhgimet kryesore ekzistuese. Kjo do të thotë se rrafshi i polarizimit të emetimit të radios që vjen nga një galaktikë e largët mund të kryejë një rrotullim të plotë shumë herë. Këto vëzhgime shpejtësi të plotë nuk vërehen, por për të rikthyer fushën magnetike duhet të dihet numri i tyre. Një detyrë shumë e vështirë lind për të deshifruar një sinjal që ka pësuar rrotullime të shumta të planit të polarizimit. Detyra është e vështirë, por jo e pashpresë. Astronomët e radios në shumë vende tani po luftojnë për ta zgjidhur atë. Ka përparim, por ka ende një rrugë të gjatë për të bërë për qartësi të plotë.

Një gamë shumë më e gjerë e gjatësisë valore është planifikuar për teleskopin radio SKA, i cili përfshin gjatësi vale të shkurtra. Ky është një fakt shumë inkurajues. E vetmja gjë e keqe është se ndërtimi i instrumentit po vonohet gjithnjë e më shumë, zhvilluesit e tij duhet të kursejnë para, dhe kursimet janë kryesisht për shkak të studimit të supozuar të magnetizmit të galaktikave. Është e qartë se brezi im nuk do të duhet të punojë më me të dhënat e SKA.

Për më shumë O në një shkallë më të madhe

Galaktikat janë shumë të mëdha në krahasim me Tokën, por në shkallën e kozmologjisë ato janë objekte shumë të vogla. A ka fusha magnetike me ende b O shkallë më të madhe hapësinore se në galaktika?

Dihet mirë se fushat magnetike janë të pranishme në grupimet e galaktikave. Këto grupime janë natyrisht shumë më të mëdha se elementet e tyre përbërëse. Megjithatë, me sa dimë tani, fushat magnetike në to kanë përafërsisht të njëjtat shkallë hapësinore si fushat magnetike galaktike.

Në botën e galaktikave, ka formacione që janë dukshëm më mbresëlënëse se galaktikat spirale me fushat e tyre magnetike. Këta janë kuazarë, avionë të ndryshëm që rrjedhin nga objekte galaktike dhe të tjera formacionet aktive. Shumë prej tyre kanë ose supozohet të kenë një fushë magnetike. Megjithatë, nuk janë krijuar ende ide të sigurta për fushat magnetike të formacioneve të tilla, të krahasueshme në shkallë me të gjithë trupin qiellor. Unë me të vërtetë shpresoj që fusha të tilla ekzistojnë dhe përvoja e studimit të fushave magnetike të galaktikave spirale do të jetë e dobishme për studimin e tyre.

A është e mundur të flitet për fusha magnetike në një shkallë hapësinore edhe më të madhe, kozmologjike? Në pamje të parë, duket se nuk ka asnjë shpresë për ekzistencën e fushave të tilla magnetike - Universi është homogjen dhe izotropik me një shkallë shumë të lartë saktësie dhe një fushë magnetike do të nxirrte në pah një drejtim të caktuar në të, duke shkelur izotropinë.

Në fakt, në këtë arsyetim naiv ka dy boshllëqe njëherësh që maskojnë mundësinë e ekzistencës së fushave magnetike kozmologjike. Së pari, fusha magnetike kozmologjike mund të jetë në shkallë të vogël sipas standardeve kozmologjike, por nëse e njëjta gjë do të jetë e vërtetë në shkallët galaktike nuk është e qartë paraprakisht. Hulumtimet nga kozmologët tregojnë se fushat magnetike me të vërtetë mund të ishin formuar dhe me sa duket ishin formuar në Universin e hershëm. Për përafrimin më të përafërt, logjika këtu është si më poshtë. Besohet se Universi fillimisht ishte i mbushur me një vakum, nga i cili lindën të gjitha llojet e grimcave ndërsa Universi zgjerohej dhe temperatura e tij ra. Në kuadrin e fizikës kuantike, fusha magnetike mund të interpretohet edhe si disa grimca. Formimi i tyre është formimi i një fushe magnetike.

Një pyetje shumë më e vështirë është nëse këto fusha magnetike janë në shkallë të gjerë. Në njëfarë kuptimi, përgjigja është po. Simetria e pasqyrësështë ndërprerë jo vetëm në turbulencat rrotulluese, por edhe në reaksionet bërthamore. Kjo gjithashtu çon në efektin alfa dhe formimin e një fushe magnetike në shkallë të gjerë. Problemi i vetëm është se kjo fushë është në shkallë të gjerë vetëm sipas standardeve të gjeometrisë që ekzistonte në kohën e formimit të saj. Sipas standardeve të galaktikave moderne, shkalla hapësinore e fushave të tilla magnetike rezulton të jetë shumë e vogël.

Natyrisht, për të gjurmuar se çfarë ndodh me fushën magnetike të krijuar në atë moment fazat e hershme jeta e Universit, deri tani, është një detyrë shumë e vështirë. Mendimet e ekspertëve këtu ndryshojnë, por ende duket më e mundshme që fusha të tilla magnetike kozmologjike nuk janë të lidhura drejtpërdrejt me fushat magnetike të galaktikave moderne. Në veçanti, është e vështirë për këto fusha të mbijetojnë në një epokë kur temperatura e Universit tashmë ka rënë dhe galaktikat nuk kanë lindur ende. Në atë kohë, dinamo galaktike nuk po funksionon ende, dhe fusha magnetike tashmë po zbehet për shkak të ligjit të Ohm - rezistenca elektrike mjedisi bëhet i dukshëm.

Zeldovich në një kohë tërhoqi vëmendjen për një mundësi tjetër, shumë më ekzotike. Nëse një fushë magnetike uniforme është mjaft e dobët, ajo nuk shqetëson pak izotropinë e Universit. Natyrisht, fusha magnetike mund të jetë aq e dobët sa nuk është fare me interes për askënd. proceset fizike në galaktika. Rezulton se ka një hendek midis vlerësimit të sipërm të fushës magnetike uniforme, e cila merret nga izotropia e Universit, dhe vlerësimit më të ulët, i cili ruan vlerën e fushës për jetën e galaktikave. Ky hendek po ngushtohet gradualisht, por ende mbetet i rëndësishëm.

Deri kohët e fundit, shkenca kishte vetëm vlerësime të larta vëzhguese të fushës magnetike kozmologjike, kështu që dukej se ideja e Zeldovich, megjithëse mbeti shumë e bukur, ishte me interes thjesht akademik. Megjithatë, për disa vite, studentët e shkollës ruse të fizikës, që tani punojnë në qendra të ndryshme shkencore evropiane, A. Neronov dhe D. V. Semikoz, paraqitën argumente bindëse vëzhguese në favor të ekzistencës së një fushe magnetike kozmologjike dhe dhanë vlerësimet e saj më të ulëta. Ato janë dukshëm më të ulëta se forca e fushave magnetike të galaktikave, por janë mjaft të mjaftueshme që këto fusha magnetike të mbeten lojtarë në astrofizikë.

Këto vlerësime bazohen në një analizë mjaft komplekse të reagimeve të grimcave elementare që ndodhin në mjedisin kozmik dhe nuk na lejojnë të gjykojmë strukturën hapësinore të fushës magnetike. Sigurisht, është e mundur që kjo fushë të hyjë në hapësirën midis galaktikave me ndihmën e disa proceseve fizike nga vetë galaktikat, por në përgjithësi problemi i fushave magnetike kozmologjike ka marrë një kuptim krejtësisht të ndryshëm nga vitet e mëparshme.

Pse i di të gjitha këto?

Ndër bashkëkohësit tanë ka një grup të caktuar njerëzish për të cilët fjalët magnetizmi i galaktikave duken mjaft tërheqëse në vetvete për të justifikuar kërkimet në këtë fushë të shkencës. Kjo mund të mirëpritet vetëm - shkenca si një fushë e veprimtarisë intelektuale të njerëzve dhe një mënyrë për të kuptuar botën nuk i vendos vetes qëllime të menjëhershme utilitare si nënprodukte të veprimtarisë së saj. Megjithatë, është ende interesante të dihet nëse ka ndonjë shans që studimi i magnetizmit të galaktikave të ketë ndonjë ndikim në jetën tonë të përditshme.

Rezulton se çështja nuk është aq e pashpresë sa mund të mendohet. Përpjekjet për të riprodhuar mekanizmin e dinamos në kushtet laboratorike janë ndërmarrë që nga vitet 60 të shekullit të kaluar. Eksperimentet e para u kryen nga shkencëtarë vendas dhe shkencëtarë nga RDGJ. Metalet e lëngëta, kryesisht natriumi, i cili bëhet i lëngshëm në temperatura relativisht të ulëta, u përdorën si një mjet përcjellës ku dinamo duhet të funksionojë. Tani nuk është e lehtë të kuptohet pse u mor vendimi për të organizuar punën në Letoni. Detyra doli të ishte shumë e vështirë teknikisht, por puna e palodhur e specialistëve u kurorëzua me sukses në javët e fundit të mijëvjeçarit të kaluar - ata arritën të merrnin një fushë magnetike vetë-ngacmuese. Vërtetë, specialistët që arritën sukses, megjithëse ende punonin në afërsi të Rigës, përfaqësonin vende të tjera.

Në të njëjtën kohë, filloi një projekt dinamo eksperimental rus. Është duke u zbatuar në Perm, në Institutin e Mekanikës së Vazhdimit. Gjatë këtij projekti, u bë e mundur, veçanërisht, për të matur efektin alfa për herë të parë në kushte laboratorike. Projektet eksperimentale të dinamove po funksionojnë tani në disa vende: Francë, Gjermani, Rusi, Letoni dhe SHBA. Sigurisht, pajisjet teknike që përdorin mekanizmin dinamo janë ende shumë larg, por krijimi i një baze eksperimentale për të punuar me rrjedhat e metaleve të lëngshme është e nevojshme për shumë probleme teknike. Prandaj, projekti në Perm ka edhe një komponent të drejtpërdrejtë praktik, por kjo është një temë për një histori tjetër 5