image: Physical picture of the electron gas expanding in the magnetic wall, where Q = 0 for the adiabatic expansion, resulting in a change of the internal energy of the electron gas is equal to the work done on their surroundings. The magnetic field can behave as a flexible wall with no heat transfer, i.e., the perfectly adiabatic wall. view more
Credit: Kazunori Takahashi
東北大学大学院工学研究科高橋和貴准教授、安藤晃教授、オーストラリア国立大学Christine Charles教授、Rod W Boswell教授らは、独自に開発したプラズマ基礎実験装置において、発散磁場中の電子が磁場のみと相互作用する際には断熱膨張することを観測し、熱力学が磁場中の無衝突電子の膨張過程へと拡張可能であることを明らかにしました。
この成果は、太陽プラズマに代表されるような、宇宙空間において背景磁場が存在する条件でプラズマが膨張する現象の理解や、ノズル形状の磁力線を活用したプラズマ推進エンジンの開発、推力発生メカニズムの解明に応用が期待されます。
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Journal
Physical Review Letters