Các nhà khoa học đã sử dụng kính viễn vọng vô tuyến lớn và các camera cực tím trên tàu vũ trụ của NASA để hiểu rõ hơn về "trạng thái vật chất thứ tư" kỳ lạ. Được biết đến như plasma, vật chất này có thể nắm giữ chìa khóa để phát triển các máy phát năng lượng hạt nhân an toàn, sạch và hiệu quả trên Trái đất. Các nhà khoa học đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí quốc tế hàng đầu Nature Communications.
Hầu hết các vật chất chúng ta gặp phải trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta đều ở dạng rắn, lỏng hoặc khí, nhưng phần lớn Vũ trụ được cấu tạo từ plasma. Plasma giống như một chất lỏng không ổn định và tích điện. Mặt Trời cũng được tạo thành từ plasma này.
Mặc dù là dạng vật chất phổ biến nhất trong Vũ trụ nhưng plasma vẫn còn là một bí ẩn, chủ yếu là do sự khan hiếm của nó trong điều kiện tự nhiên trên Trái đất, khiến nó khó nghiên cứu. Các phòng thí nghiệm đặc biệt trên Trái đất tái tạo các điều kiện khắc nghiệt của không gian cho mục đích này. Nhưng Mặt trời đại diện cho một phòng thí nghiệm hoàn toàn tự nhiên để nghiên cứu cách plasma hoạt động trong các điều kiện thường quá khắc nghiệt đối với các phòng thí nghiệm trên Trái đất được xây dựng thủ công.
Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trinity College Dublin và Viện nghiên cứu nâng cao Dublin (DIAS), Tiến sĩ Eoin Carley, dẫn đầu sự hợp tác quốc tế. Ông nói: "Bầu khí quyển mặt trời là một điểm nóng của hoạt động cực độ, với nhiệt độ plasma vượt quá 1 triệu độ C và các hạt di chuyển gần tốc độ ánh sáng. Các hạt với tốc độ ánh sáng phát sáng ở bước sóng vô tuyến, do đó chúng ta có thể theo dõi chính xác cách thức các plasma hoạt động với các kính thiên văn vô tuyến lớn.
Chúng tôi đã làm việc chặt chẽ với các nhà khoa học tại Đài thiên văn Paris và thực hiện các quan sát về Mặt trời bằng một kính viễn vọng vô tuyến lớn đặt tại Nançay ở miền trung nước Pháp. Chúng tôi đã kết hợp các quan sát vô tuyến với các camera cực tím trên tàu vũ trụ "Đài quan sát động lực học của Mặt Trời" của NASA để cho thấy rằng plasma trên Mặt Trời thường có thể phát ra ánh sáng vô tuyến phát xung như một ngọn hải đăng. Chúng tôi đã biết về hoạt động này trong nhiều thập kỷ, nhưng lần đầu tiên chúng tôi sử dụng thiết bị không gian và mặt đất cho phép chúng tôi có được hình ảnh các xung vô tuyến và xem chính xác làm thế nào các plasma trở nên không ổn định trong bầu khí quyển mặt trời."
Nghiên cứu hành vi của các plasma trên Mặt trời cho phép so sánh cách chúng vận hành trên Trái đất, khi mà chúng ta đang có nhiều nỗ lực được tiến hành để xây dựng các lò phản ứng nhiệt hạch giam cầm từ tính. Đây là những máy phát năng lượng hạt nhân an toàn hơn, sạch hơn và hiệu quả hơn so với anh em họ lò phản ứng phân hạch mà chúng ta hiện đang sử dụng cho năng lượng ngày nay.
Giáo sư Peter Gallagher tại DIAS và cộng tác viên của dự án, cho biết: "Phản ứng tổng hợp hạt nhân (hay còn gọi là phản ứng nhiệt hạch) là một loại năng lượng hạt nhân khác, và đó là sự kết hợp các nguyên tử plasma với nhau, trái ngược với việc phá vỡ chúng trong phản ứng phân hạch. Tổng hợp hạt nhân ổn định hơn và an toàn hơn, và nó không cần đến nhiên liệu phóng xạ cao. Thực tế thì phần lớn chất thải từ phản ứng tổng hợp hạt nhân là helium trơ."
"Vấn đề duy nhất là các plasma trong phản ứng tổng hợp hạt nhân rất không ổn định. Ngay khi plasma bắt đầu tạo năng lượng, một số quá trình tự nhiên sẽ tắt phản ứng. Trong khi hành vi tắt này giống như một công tắc an toàn vốn có của lò phản ứng nhiệt hạch điều đó cũng có nghĩa là plasma khó duy trì ở trạng thái ổn định để tạo năng lượng. Bằng cách nghiên cứu làm thế nào các plasma trở nên không ổn định trên Mặt trời, chúng ta có thể tìm hiểu về cách kiểm soát chúng trên Trái đất. "
Tiến sĩ Nicole Vilmer, cộng tác viên chính của dự án tại Paris, cho biết: "Đài thiên văn Paris có lịch sử lâu dài trong việc quan sát vô tuyến về Mặt trời, có từ những năm 1950. Bằng cách hợp tác với các nhóm thiên văn vô tuyến khác trên khắp châu Âu, chúng ta có thể tạo ra những khám phá đột phá như thế này và sẽ tiếp tục thành công khi chúng tôi có thiên văn vô tuyến mặt trời ở Pháp. Nó cũng tăng cường hơn nữa sự hợp tác khoa học giữa Pháp và Ireland, mà tôi hy vọng sẽ tiếp tục trong tương lai."
0 Nhận xét