Vänster:experimentuppställningen är en ringformad cylindrisk kanal med inre radie R1 =6cm, yttre radie R2 =19cm och höjd h=1,5cm, utsatt för en radiell ström (I0 =[0–3000]A) och ett vertikalt magnetfält (B0 =[0–110]mT). Höger:en serie potentiella sonder som sträcker sig från toppplattan till mitthöjden ger mätningar av både azimut- och radiellhastighetsfält i mittplanet. De blå sonderna mäter produkten ur Ω och derivata ∂r Ω involverad i JΩ. Kredit:Physical Review Letters (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.129.074501
Ett team av forskare vid Sorbonne-universitetet i Paris rapporterar om ett nytt sätt att efterlikna svarta hål och stjärnansamlingsskivor. I deras artikel publicerad i tidskriften Physical Review Letters, gruppen beskriver hur man använder magnetiska och elektriska fält för att skapa en roterande skiva gjord av flytande metall för att efterlikna beteendet hos material som omger svarta hål och stjärnor, vilket leder till utvecklingen av ansamlingsskivor.
Tidigare forskning har visat att massiva föremål har en gravitationsräckvidd som drar in gas, damm och annat material. Och eftersom sådana massiva föremål tenderar att snurra, tenderar materialet de drar in att virvla runt föremålet när det rör sig närmare. När det händer tenderar tyngdkraften som utövas av material i den virvlande massan att smälta samman, vilket resulterar i en ansamlingsskiva. Astrofysiker har studerat dynamiken hos ackretionsskivor i många år men har inte kunnat lista ut hur rörelsemängd överförs från de inre delarna av en given ackretionsskiva till dess yttre delar när material i skivan rör sig allt närmare det centrala objektet .
Metoder som använts för att studera accretion diskar har involverat utvecklingen av matematiska formler, datorsimuleringar och verkliga modeller med vätskor som virvlar runt som virvlar. Inget av tillvägagångssätten har dock visat sig vara lämpligt, vilket har fått forskare att leta efter nya modeller. I denna nya satsning utvecklade forskarna en metod för att generera en ackretionsskiva gjord av flytande metallbitar som snurrar i luften.
För att efterlikna verkan av en verklig ackretionsskiva applicerade forskarna ett radiellt elektriskt fält på en massa flytande metall. Fältet genererades genom att trycka ström mellan en cylinder och en omgivande cirkulär elektrod. Processen håller metallbitarna fångna när de kretsar runt en central punkt. Det finns naturligtvis ingen central kropp som efterliknar en stjärna eller ett svart hål – i stället styrs åtgärden med hjälp av spolar ovanför och under det fördefinierade planet.
Med hjälp av deras tillvägagångssätt kunde forskarna kontrollera både graden av turbulens och skivans rotationshastighet. De lade också till sonder för att lära sig mer om vinkelmomentet och fann att det drevs från de inre delarna av skivan till de yttre kanterna av turbulenta flöden, som vissa har teoretiserat. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
