800x6001024x768Auto Width
Главная

Грозовые разряды и загадка шаровой молнии

Шаровая молния в предшествующие века

Свойства грозовой молнии

Существует ли в действительности шаровая молния?

Наблюдения шаровой молнии

Фотографии шаровой молнии

Характерные черты шаровой молнии

Теоретические и экспериментальные исследования

Современное состояние проблемы шаровой молнии

Плазменные теории и плазменные сгустки

Сообщалось об эксперименте, когда подобная вращающаяся плазма в «плазменном конденсаторе» являлась аккумулятором энергии. В этом эксперименте аргон при давлении 0,4 мм рт. ст. в короткой цилиндрической камере с проводящими стенками и центральным электродом был подвергнут воздействию короткого разряда напряжением 6 кВ. В магнитном поле 18 000 Гс, направленном вдоль оси цилиндра, плазма была приведена в быстрое вращение при токе до 200 кА.

Более сложные поля для удержания плазмы, как, например, октупольное магнитное поле, образованное четырьмя большими кольцами в тороидальной камере квадратного сечения, были способны удерживать плазму с энергией ионов 100 эВ и электронов 10 эВ. Плотность плазмы постепенно уменьшалась, предположительно из-за потерь на опорах колец, без видимой неустойчивости. Потерь плазмы можно избежать с помощью магнитного подвешивания колец.

Иногда предлагалось использовать сочетание отдельных цепей и таких собственных полей плазмы, при которых возможно самоудержание, в частности в тороидальных конфигурациях. Однако рассмотрение общего содержания энергии в плазме вновь и вновь приводило к выводу, что негравитирующий плазменный сгусток не может существовать как некоторая замкнутая равновесная структура. Таково следствие условий, необходимых для устойчивого равновесия замкнутой плазменной системы, в которой энергия гравитационного, электрического и магнитного полей и внутренняя энергия плазмы должны уравновешиваться согласно теореме о вириале:

При отсутствии тяготения (G = 0) равновесие в замкнутой системе невозможно. Но в работе было вновь указано на возможность самоудержания плазмы, причем возражение было основано на том, что надо рассматривать плазму как совокупность дискретных заряженных частиц, а не как непрерывную жидкость — в таком случае ее электромагнитная энергия может быть отрицательна. В любой нейтральной в целом плазме энергия заряженных частиц в электромагнитном поле положительна. Если бы эта часть общей энергии могла быть отрицательной и достаточной для компенсации кинетической энергии, то было бы возможно существование равновесного плазменного сгустка. Выдвигалось предположение о наличии отрицательной электромагнитной энергии в совокупности заряженных частиц.

Теория плазмы и экспериментальные исследования не в состоянии объяснить образование длительно существующего плазменного сгустка в естественных условиях. По-видимому, обязательными для образования любой структуры из плотной высокотемпературной плазмы являются мощные и сложные внешние поля.