Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

What Makes Magnetic Reconnection Stop?

Alternativ tittel: Hva får magnetisk rekonneksjon til å stoppe?

Tildelt: kr 11,9 mill.

Magnetfelt eksisterer i alle størrelser og former i hele universet - fra galaksehoper og interplanetarisk rom, og til mindre skalaer som på solen, i vår egen magnetosfære og jordens dipolfelt. Magnetfeltene spiller en stor rolle i utviklingen og bevegelsen av plasma i hele universet. Magnetiske eksplosjoner (magnetic reconnection) er en fundamental plasma prosess som eksisterer i alle disse forskjellige domenene. En magnetisk eksplosjon representerer naturens måte å frigi magnetisk energi på en eksplosiv måte. Tidligere og nåværende forskning er i overveldende grad fokusert på spørsmålene om hvordan reconnection prosessen starter opp og hvordan den opererer etter at den er satt i gang. Spørsmålet om hvordan den stopper har derimot fått veldig lite oppmerksomhet. Dette er overraskende i betraktning av de åpenbare implikasjonene herav for effektiviteten, utbredelsen og virkningen av reconnection-prosessen for det overordnede systemet. Uten å vite når og hvordan reconnection stopper, kan vi for eksempel ikke bestemme energitransporten inn i og inne i verdensrommet omkring Jorden, eller estimere størrelsen av et solutbrudd eller et stellar-utbrudd. På det mest grunnleggende nivået kan vi ikke vite når reconnection kan finne sted hvis vi ikke vet når det ikke kan skje. Formålet her er å besvare dette grunnleggende spørsmålet om magnetisk reconnection: hva får det til å stoppe? Et vidt spektrum av romlige skalaer - i jordens nære verdensrom omfatter den lokale fysikken ~ 100 km med effekter som spenner over ~ 100000 km - kombinert med en rekke mulige fysiske mekanismer som kan være i spill gjør dette problemet ekstremt utfordrende. Nyere fremskritt innen romfartøy instrumentering og beregningsteknikker gjør at tiden nå er moden til å løse dette problemet. Å løse dette problemet har endvidere vidtrekkende konsekvenser for vår evne til å forstå motoren bak de mest skadelige effekter i vårt verdensrom, ofte betegnet som "romvær." Tidligere og nåværende forskning er I overveldende grad fokusert på spørsmålene om hvordan rekonneksjon prosessen starter opp og hvordan den opererer etter at den er satt i gang. Spørsmålet om hvordan den stopper har derimot fått veldig lite oppmerksomhet. Dette er overraskende i betraktning av de åpenbare implikasjonene herav for effektiviteten, utbredelsen og virkningen av rekonneksjonsprosessen for det overordnede systemet. Uten å vite når og hvordan rekonneksjonen stopper, kan vi for eksempel ikke bestemme energitransporten inn i og inne i verdensrommet omkring Jorden, eller estimere størrelsen av et solutbrudd eller et stellar-utbrudd. På det mest grunnleggende nivået kan vi ikke vite når rekonneksjon kan finne sted hvis vi ikke vet når det ikke kan skje. Formålet her er å besvare dette grunnleggende spørsmålet om magnetisk rekonneksjon: hva får det til å stoppe? Et vidt spektrum av romlige skalaer - i jordens nære verdensrom omfatter den lokale fysikken ~ 100 km med effekter som spenner over ~ 100000 km - kombinert med en rekke mulige fysiske mekanismer som kan være i spill gjør dette problemet ekstremt utfordrende. Nyere fremskritt innen romfartøy instrumentering og beregningsteknikker gjør at tiden nå er moden til å løse dette problemet. Å løse dette problemet har endvidere vidtrekkende konsekvenser for vår evne til å forstå motoren bak de mest skadelige effekter i vårt verdensrom, ofte betegnet som "romvær."

Magnetic reconnection is the mechanism behind the often-explosive release of stored magnetic energy into kinetic energy of charged particles. A burst of energy released in the Earth’s space environ-ment is estimated to be as much as 10^16J, and in magnetar flares it can reach up to 1039J. Arguably, this is one of the most important energy conversion and transport processes in astrophysical plasmas, in space plasmas, and in man-made plasmas in the laboratory. Its full understanding, though, remains elusive. We propose a new angle of attack that promises a breakthrough in this scientific challenge. Past and present research is overwhelmingly focused on the questions of how reconnection starts and how it operates after it started. The question of how it stops, in contrast, has received very little attention. This is surprising given the obvious implications hereof for the effectiveness, scale, and impact of the reconnection process on the large-scale system. For example, without knowing when and how reconnection stops, we cannot determine the energy transport into and inside of the Earth space environment, or estimate the size of a solar eruption or a stellar flare. On the most basic level, we will not know when reconnection will occur if we do not know when it cannot occur. We seek to answer this fundamental question regarding magnetic reconnection: what makes it stop? The results will provide key insights that extend far beyond the determination of when and how reconnection ceases in the magnetosphere, in the solar wind, the solar atmosphere and beyond. Many other important applications, for example in relativistic, astrophysical plasmas and fusion plasma research, will benefit from the new knowledge produced here. The goal is to develop a unified understanding of what stops reconnection, which, in turn, implies knowledge of what it needs to work. In this sense, the proposed research will also create fundamental advances in basic reconnection research.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek