Обнаружены сплетённые магнитные жгуты от сантиметровых до светолетних масштабов

Четыре сплетённые структуры. (a) астрофизический джет M-87; (b) Туманность Двойная Спираль; (c) солнечный протуберанец; (d) солнечная петля, созданная в лаборатории. Автор: (a) Passeto et al., Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; (b) NASA/JPL-Caltech/M. Morris (UCLA); (c) High Altitude Observatory Archives; (d) Yang Zhang, Caltech Bellan Plasma Lab

Физики из Калтеха открыли новое состояние равновесия для магнитных полей и плазмы, названное «двойной спиралью». Оно описывает поведение двух сплетённых магнитных жгутов, в которых ток течёт в одном направлении.

Ключевое открытие: существует критический угол закручивания, при котором магнитные силы притяжения и отталкивания уравновешиваются, создавая стабильную структуру. Это равновесие предотвращает как дальнейшее скручивание, так и раскручивание жгутов.

Ян Чжан создал математическую модель, которая не только описывает это равновесие, но и позволяет рассчитать магнитные поля, токи и давление внутри жгутов.

Модель доказала свою универсальность, точно предсказав структуру гигантской Туманности Двойная Спираль в центре Млечного Пути на основе всего нескольких наблюдаемых параметров. Это доказывает, что одни и те же фундаментальные уравнения управляют плазмой как в лабораторных (см), так и в астрофизических (св. годы) масштабах.

Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Больше информации: Yang Zhang et al, Magnetic Double Helix, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/sz9k-6l22

Источник: California Institute of Technology