«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 03 (3)

Нестабильное состояние плазмы на её внешних границах (так называемые потоки edge localised modes — ELM), в токамаках — реакторах ядерного синтеза — это одна из главных проблем, препятствующих таким устройствам превратиться в рентабельные источники энергии. Теперь исследователи под руководством Тодда Эванса (Todd Evans) из американской компании General Atomics решили эту проблему. Огромные камеры в форме пончика, в которых при помощи системы магнитных полей удерживается горячая плазма, в будущем могут стать основой энергетических реакторов ядерного синтеза. Пока же на работу таких экспериментальных машин уходит больше энергии, чем её получается в результате синтеза ядер. Огромным шагом на пути к электростанциям ядерного синтеза должен стать крупнейший в мире токамак — ITER, возводимый сейчас во Франции совместными усилиями Евросоюза, Индии, Китая, Южной Кореи, России, США и Японии. Этот термоядерный реактор, пусть ещё не промышленный, а экспериментальный, должен впервые продемонстрировать работоспособность и оправданность технологии. Если удастся решить ряд технических проблем. ELM — одна из них. Такие потоки, несмотря на ограждающее магнитное поле, вызывают ускоренную эрозию стенок реактора, из-за чего их придётся довольно часто менять. А это — колоссальные расходы, ставящие под сомнение дешевизну энергии синтеза. К тому же, материал со стенок загрязняет плазму, снижая эффективность реактора. Новая работа, выполненная в General Atomics, показывает путь решения проблемы: оказывается, дополнительное маленькое резонансное магнитное поле, вырабатываемое специальными катушками, расположенными в реакторе, создаёт "хаотическое" вмешательство на краю плазмы, которое мешает формироваться потокам, способным разрушать стенки.

Как показали наблюдения, попадание вещества в чёрную дыру возможно только благодаря возникновению магнитного поля в движущемся вокруг неё газовом диске.

Как показало исследование астрономов из университета Мичигана (University of Michigan), опубликованное в журнале Nature, теория 1973 года о том, что магнитное поле заставляет материю падать в чёрную дыру и излучать энергию, оказалась соответствующей действительности. Гравитация чёрной дыры велика и достаточна для того, чтобы притянуть материю и начать её "накручивать" в виде аккреционного диска. Однако, чтобы оказаться поглощённым, вещество должно потерять часть энергии движения. Но состояние диска практически уравновешено, и частицы из него не могут сразу падать под действием гравитации. Если угловой момент не уменьшается, то диск так и будет вращаться, как это происходит с планетами вокруг Солнца. И, тем не менее, вещество как-то перемешается в чёрную дыру. Наблюдение, проведённое с помощью орбитальной обсерватории Чандра (Chandra X-ray Observatory), показало, что в двойной звёздной системе GRO J1655-40 один из "компаньонов" — чёрная дыра, затягивающая в себя вещество с другого. При этом накручивающийся и вращающийся газ генерирует собственное магнитное поле, "выдувающее" некоторую часть вещества в окружающее пространство, что приводит к уменьшению вращательного момента. Кроме того, поле вызывает появление турбулентности и трения внутри диска. Эти процессы разогревают газ до миллионов градусов, заставляя его светиться в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Исследователи уверены, что магнитное поле играет важную роль в активности чёрных дыр любых размеров — от небольших до тех, что находятся в центрах галактик (например, в нашей).

Озоновая дыра над Антарктикой. Необычный прогноз в отношении озоновой дыры над Антарктидой сделал Эйдзи Акиёси (Eiji Akiyoshi) из японского национального исследовательского института по окружающей среде (National Institute for Environmental Studies). Учёный выполнил численное моделирование поведения антарктической озоновой дыры — огромного участка с пониженной концентрацией озона в земном защитном слое, прикрывающем нас от солнечного ультрафиолета, — с учётом кардинального сокращения выбросов хлорфторуглеродов и других разрушающих озон газов, которое (сокращение) наблюдается с 1990-х годов благодаря ряду международных усилий по обузданию этой эмиссии. Согласно данным японского исследователя, антарктическая озоновая дыра, впервые "открывшаяся" ещё в 1980-х годах, сейчас обладает наибольшим размером, но в 2020-м начнёт быстро сокращаться и, вероятнее всего, полностью исчезнет к 2050 году. Правда, некоторые специалисты сомневаются в корректности расчёта даты заживления дыры, указывая, что хотя в новых продуктах (таких, как холодильники и кондиционеры) инженеры заменили опасные для озона вещества на безопасные, в эксплуатации ещё находится немало старых образцов такой техники. А она, после исчерпания ресурса и выбрасывания на свалку, ещё выпустит в атмосферу опасные хлорфторуглероды. Ранее, к слову, учёные отмечали, что озоновые дыры очень чувствительны не только к содержанию в атмосфере разрушающих озона газов, но и к колебаниям климата, в частности — к долгосрочным изменениям температуры воздуха на больших высотах.