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华威大学的研究人员发现，在太阳风的巨大湍流海洋中，个别粒子的理想波浪“冲浪”条件可能是什么信号。这一发现可以让人们对太阳系太阳能等太阳能系统等离子体中能量的消散有一个新的认识，并为科学家开发依赖于等离子体的聚变能提供重要线索。

这项研究由华威大学融合，空间和天体物理中心的Khurom Kiyanai和Sandra Chapman教授领导，研究了来自集群航天器四重奏的数据，以获得相对“安静”的太阳风切片，因为它进行了一个多小时旅行覆盖大约2,340,000公里。

在太空中，在这些大规模和安静的条件下，自然界提供了一个近乎完美的实验来研究在实验室中无法在地球上进行的湍流。这种等离子体能量最终消散。理解这种高能等离子体如何消散这种能量的一种显而易见的方法是，如果等离子体内的粒子相互碰撞。然而，太阳风是“无碰撞等离子体”的一个例子。该流动中的各个粒子仍然以很大的距离分开，因此不能直接相互作用。在从太阳到地球的旅程中，它们通常只碰撞一次或两次。

华威大学融合，太空和天体物理学中心领导团队深入研究了这个2,340,000公里的数据，以便了解湍流如何在这些不同长度尺度上工作，这可能为等离子体如何能够耗散能量提供一些线索。

当研究人员能够一直观察到大约1公里时，他们可以解决单个粒子在总共2,340,000公里的太阳风中的行为。这些只保留一个等离子体粒子的区域本身几乎是一公里。研究人员惊讶地发现这些小尺度上出现了一种新的湍流。

在这个特定的尺度上，他们看到湍流水平从多重分形转变为单一分形模式。这种单一的分形模式湍流似乎恰到好处地产生和维持可以与太阳风中的单个粒子相互作用的波。华威大学天体物理学家Khurom Kiyani说：“这种”无碰撞等离子体“中的粒子可能会相互碰撞，但这可能表明它们能够并确实与波浪相互作用并冲浪这些理想的波浪，这使它们能够消散他们的能量。“

华威大学天体物理学家Sandra Chapman教授说：“我们已经能够深入了解海洋覆盖范围超过200万公里的海洋，以深入了解海滩面积大小的地区，以及长度在两者之间。我们相信我们正在海滩上看到波浪，它们提供了理想的冲浪条件，让等离子体粒子能够在没有碰撞的情况下交换能量。“

Sandra Chapman教授还说：“这些结果不仅仅是一个有趣的天体物理学，因为这项工作由"融合，空间和天体物理中心"领导，结果也立即引起了我们同事们的注意，致力于提高稳定性。等离子体参与聚变能的产生。湍流是保持热等离子体长时间足够燃烧以产生聚变能力的一个大问题。“

题为“无碰撞等离子体湍流中的全球尺度 - 不变耗散”的研究刚刚发表在“ 物理评论快报”上，由Khurom Kiyani和英国华威大学的Sandra Chapman教授主持; Yu.V. 瑞典乌普萨拉瑞典空间物理研究所的Khotyaintsev; MW Dunlop，英国Rutherford Appleton实验室; 和4NASA戈达德太空飞行中心的F. Sahraoui和法国CNRS-Ecole Polytechnique的Plasmat des Plasique des Plasmas。