სიახლეები
თერმოდინამიკის პირველი კანონი, რომელიც შეიქმნა 1850-იან წლებში, გვეუბნება, რომ ენერგია არ შეიძლება არც შეიქმნას და არც განადგურდეს, მაგრამ შეიძლება გადავიდეს სხვადასხვა ფორმაში. ეს კანონი გამოიყენება მრავალი მოვლენის აღსაწერად - მათ შორის, თუ როგორ მუშაობენ მაცივრები და მანქანის ძრავები.
თერმოდინამიკის პირველი კანონი გამოიყენება მხოლოდ წონასწორული, ან თითქმის წონასწორული სისტემებისთვის, სადაც შესაძლებელია ტემპერატურის ზუსტად განსაზღვრა. მაგალითად, შეგვიძლია აღვწეროთ თუ როგორ მიაღწევს წონასწორულ შუალედურ ტემპერატურას ცივი და ცხელი წყალი შერევისას.
დიდი ხანია პირველ კანონი ასევე გამოიყენებოდა თითქმის წონასწორულ მდგომარეობაში მყოფი სისტემებისთვის. მაგალითად, როდესაც ცხელი და ცივი წყალი თითქმის შერეულია. მაგრამ, კოსმოსურ პლაზმაში, რომლებიც ძალიან შორს არის წონასწორობისგან, ანალოგიური მსჯელობა არ გამოდგება. სტანდარტული მიდგომა არის შინაგანი (თერმული) ენერგიისა და სიმკვრივის ცვლილებების შესწავლა, მაგრამ ეს მიდგომა არ ითვალისწინებს ენერგიის გადანაწილებას მაღალი რიგის მომენტებში.
2023 წლის 22 თებერვალს, ჟურნალმა Physical Review Letters, გამოაქვეყნა დასავლეთ ვირჯინიის უნივერსიტეტის ფიზიკოსების სტატია, სადაც მიღწეულია გარღვევა თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენების შეზღუდვაში, მოცემულია ამ კანონის გამოყენების მოდელი არაწონასწორული პლაზმისთვის. მოსალოდნელია, რომ კვლევა შეცვლის მეცნიერთა ხედვას იმის შესახებ, თუ როგორ თბება პლაზმა კოსმოსში და ლაბორატორიებში.
„ჩვენ განვაზოგადეთ თერმოდინამიკის პირველი კანონი არაწონასწორული სისტემებისთვის. ჩვენ მხოლოდ ფანქარი და ქაღალდი გამოვიყენეთ იმისათვის, რომ გაგვეგო, თუ რა რაოდენობის ენერგია ასოცირდება მატერიასთან, რომელიც არ არის წონასწორობაში. გამოთვლები ჭეშმარიტია როგორც წონასწორული ისე წონასწორობიდან შორს მყოფი სისტემებისთვის. ჩვენი შედეგები წარმოადგენს დიდი ნაბიჯს პლაზმის კვლევის მიმართულებით. აქამდე გამოთვლები ითვალისწინებდა ენერგიის გარდაქმნას, რომელიც დაკავშირებულია მხოლოდ გადინებასთან და გათბობასთან. ჩვენი თეორია კი გვაძლევს საშუალებას გამოვთვალოთ მთელი ენერგია წონასწორობის არარსებობის შემთხვევაშიც.“ – ამბობს კვლევების ხელმძღვანელი, პროფესორი Paul Cassak (პლაზმის ფიზიკის ცენტრი, დასავლეთ ვირჯინიის უნივერსიტეტი).
ინოვაციური კვლევები ჩატარდა დასავლეთ ვირჯინიის უნივერსიტეტის, WVU პლაზმის ცენტრში მიმდინარე PHASMA (PHAse Space Mapping) ექსპერიმენტის ფარგლებში. შედეგები მნიშვნელოვანია პლაზმის ფიზიკის სხვადასხვა აპლიკაციებში, როგორიცაა ტურბულენტობა, დარტყმითი ტალღები, ტალღა-ნაწილაკების ურთიერთქმედება ჰელიოსფერულ, პლანეტალური და ასტროფიზიკური პლაზმის მოდელებში. კვლევა გაადვილებს კოსმოსური ‘ამინდის’ დაგეგმვას, რაც გამოწვეულია მზის ატმოსფეროში უზარმაზარი აფეთქებებისას კოსმოსში გახურებულ პლაზმას გამოყოფით.
წყარო:
