关于“吹口哨”和空间等离子体本质的新见解

具有圆形相位前场和交叉场传播的惠斯勒模式的生长Reiner Stenzel和Manuel Urrutia

在实验室中从太空中解开“吹口哨”的本质

加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家们对被称为“吹口哨”的一种奇特的宇宙现象进行了新的研究，这种现象是沿着磁场线传播的非常低频率的无线电波包。这项首创的研究发表在AIP出版的《等离子物理》上，它提供了有关吹口哨和空间等离子的性质的新见解-等离子体被地球磁场捕获的带电粒子区域。这些研究有一天可以帮助开发具有磁场的实用等离子技术，包括使用带电粒子作为燃料的航天器推进器。

该论文的作者雷纳·斯滕泽尔（Reiner Stenzel）表示：“我们发现了这些所谓的哨声波的新影响。”“这些新的实验室研究将有助于扩大我们对这种有趣的电磁现象的认识，并提出新的应用和可能的发明。”

惠斯勒波最早于1900年代初被发现。人们发现它们来自与地球磁场相互作用的闪电。当它们穿过地球的电离层和磁层时，低音的啸叫者的传播比高频率的啸叫者传播得更慢。结果，简单的无线电接收机被用来收听无线电波，下降的音调听起来像哨子。

Stenzel和他的合著者Manuel Urrutia在他们的实验室研究了哨声波在非均匀磁场中的生长，传播和衰减。他们发现这些波的行为与80年前的理论所预测的不同。

这些实验室研究涉及在充满等离子体的室内通过电磁天线产生啸叫波。然后，研究人员使用可移动探针研究了这些波在3D空间中的行为和传播。这使团队能够研究这些波如何随时间在3D空间中传播。他们还可以研究各种条件下的波，包括当它们暴露于直线和圆形磁场线以及零磁性点（根本没有磁场的区域）时的行为。

Stenzel说：“我们的实验室实验以根本无法从太空观测获得的方式揭示了三维波的性质。”“这使我们能够以惊人的细节研究连续波以及波的增长和衰减。这产生了波反射和圆柱惠斯勒模式的出乎意料的发现。”

惠斯勒波被认为是螺旋波或低频电磁波的一种形式，它们以螺旋形或螺旋形模式传播。当直升机与等离子体相互作用时，它们在电子上施加压力和扭矩。

研究人员认为，有一天可以更好地了解这些特性，从而导致设计用于航天器的等离子推进器。这些推进器利用电将等离子体推动到极高的速度，比化学火箭更快。

出版物：J. M. Urrutia和R. L. Stenzel，“高度不均匀磁场中的惠斯勒模式。I.二维传播，《等离子物理25，082108（2018）; doi：10.1063 / 1.5030703