Magnetiline ümberühendumine

Magnetiline ümberühendumine (inglise magnetic reconnection) on füüsikaline nähtus plasmas, kus magnetvälja topoloogia muutub (magnetvälja jõujooned ühenduvad ümber nii, et nende topoloogilised omadused muutuvad). Magnetvälja energiatihedus väheneb protsessi käigus ja vabanev energia läheb üle plasma laetud osakestele. Selle tulemusena tõuseb järsult plasma temperatuur (tiheda plasma korral) ja/või kiirendatakse plasma osakesi (hõreda plasma korral). Sageli kiirendatakse osakesi ülisuurte energiateni, näiteks päiksetuul, virmalisi tekitavad osakesed, protsessid gaasi neelavate mustade aukude ümber.

Magnetiline ümberühendumine toimub plasmas ajaskaalas, mis on aeglase takistusliku difusiooni ja kiire Alfvéni ajaskaala vahel. Probleem on selles, et reaalses plasmas on magnetiliste ümberühenduste toimumise sagedus miljardeid ja triljoneid kordi kiirem, kui ennustab lihtne magnethüdrodünaamika. Kui lisada juurde ka teadaolevad efektid (turbulents, kineetilised efektid jms), siis vastuolu küll väheneb, aga siiski jääb sagedus mitmeid suurusjärke sagedamaks teooria poolt ennustatust.

Magnetiline ümberühendumise mõistmine on oluline Päikse pursete füüsika, Maa magnetväljade ja päiksetuule vastasmõju modelleerimisel, ülienergeetiliste protsesside mõistmisel neutrontähtede ja gaasi (plasmat) neelavate mustade aukude ümber. Kuna magnetiline ümberühendus on peamine põhjus, miks kuum plasma lekib plasmalõksudest (näiteks tokamaki tüüpi fusioonireaktorid), siis on selle mõistmine oluline ka praktilistes rakendustes.

Ajalooliselt esimene mudel nähtuse kirjeldamiseks oli Sweeti–Parkeri mudel (1956). Mudel töötab hästi kahes ruumidimensioonis, aga ei ole heas kooskõlas vaatlus- ja katseandmetega kolmedimensionaalsel juhul.

Vaata ka
Plasma
Magnetiline sulustamine
Termotuumareaktsioon
Virmalised
Magnettorm
Astrofüüsika

Välislingid
Magnetic Reconnection Experiment (MRX) at Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) (inglise keeles)
International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) (inglise keeles)

Füüsika