|
|
Тр╦м стадиям ра:шитня токового слоя можно поставить в соотнетстнио, в рамках моде;ш С. И. Смронатско-го, три фазы Л. п. С,
Пач. фа:^1 ≈ сравнительно длительная (часы пли дог ятк и часов) стадия возникновения и формирования (расширения) токового слоя. На этой стадии преобладает джоулев нагрев пла:шы током в слоо, В принципе, на этой стадии возможно установление ква:шстациоиар-ного режима, когда слой расширился настолько, что скорость диссипации маги, ноля к
Р =з
(vd^a/ta ≈ скорость днффулии магн. сплсшых линий, втекающих с двух сторон в токовый слой но всей его площади 2S, /су --Аяа'в/с ≈ время диффу-шп магн. поля попер╦к слоя толщины а) остннашпшяот дальнейший рост магл. энергии, а джоулев нагрев нлапмы в слое уравновешен потерями энергии на получение. Но до-стлжимми слоем критич. значений ого параметром такой баланс энергии становится невозможным и начинается существенио нестационарная стадия развитии токового слои,
Вторую стадию развития иаз. взрывной или импульсной фазой вспышки. Она характеризуется резким уменьшением проводимости слоя келодствпс возбуждения в нем плазменной турбулентности (с.н. Турбулентность плазмы], что приводит к быстрому проникновению в слой магн. поля, увеличению скорости его аннигиляции к разрушению пли разрыву слоя. В результате аа короткое время (десяти секунд) выделяется огромная энергия, напас╦нная в мат. поло тонового слоя. Выделение энергии идет в форме гидродипамич. точений (разрыв слоя сопровождается быстрыми движениями плазмы), мощных потоков тепла H:J области разрыва токового слоя и в виде ускоренных частиц {электроны, протоны и ядра более тяж╦лых элементен).
Третья ≈ горячая фаза вспышки ≈ соответствует стадии существования высокотемпературной корональ-lEoii области перосоедипепия мят. силовых линий. Здесь гл. каналом выделения энергии является джоулей нагрев в области аномального сопротивления. В охлаждении такого высокотемпературного турбулентного токового слоя важную роль играют тепловые потоки,
Итак, источник энергии вспышки ≈ токовый слой ≈ расположен па продельной силовой линии магн. тюля в короне. Потоки тепла и ускоренных частиц распространяются вдоль маги, силовых линий и вызывают нагрев └хромосферы по разные стороны от нейтральной линии фотосферного маги. поля. Так образуются нспы-шечныс ленты, наблюдаемые в хромосфер пых линиях (рис. 1). Сама нейтральная линия оста╦тся т╦мной, т. к, потоки энергии к пой не поступают (она почти всегда пе связана силовыми линиями с токовым слоем).
Наличие псск. каналов выделения энергии в токовом слоо ≈ гидродииамич. течения плазмы, тепло, излучение, ускоренные частицы ≈ определяет большое многообразие фин. процессов, вызываемых В. п. С. в атмосфере Солнца, как, напр., тепловые и ударные волны, радио-и жесткое рептг. излучение ускоренных электронов, ядерные реакции и порождаемое ими у-иялучеиие.
Исследование В. и. С. имеет практич. значение, т.к. они опалывают сильное воздействие на ионосферу, вы-зынал нарушения радиосвязи, работы радшшавигац. устройств и т. д. 13. и. С. существенно влияют па состояние околоземного космич, пространства. В связи с пилотируемыми космпч. пол╦тами возникла серь╦зная задача защиты космонавтов от ионпзир. излучения вспышек и заблаговременного прогнозирования возможной ра-диад, опасности. Наконец, имеются свидетельства влияния вснышечиой активности Солнца па погоду и
состояние биосферы Земли (см. Солнечно-темные сяязи). Лит.: 3 ир и н Г.. Солнечная атмосфера, пер. с англ., М., 1'ШЙ; Сомов Г,. В., О ы р о и а т <- к и и С. И., Физи-чрскиг процессы в атмосфере Солнца, вьт:швагяиые вспышками, «УФН», IVtTtl, т. 120, с. 217; Проблемы солнечной антииности и космическая система «Прогноз», М., l'J77; Г е р ш б е р г Р. К.,
Вспыхивающие лв^пды малых мясе, М., 1!>78; Сомов Б. В., Быстрей- магнитшн; порссосдинспие и траняиентньн; явления с ускорением частиц it солнечной короле, «Тш. АН СССР, сер, фия.1>, 1981, т. 45, ╧4, с, T)7(i; Вспыхивающие ;шезды и род-стш'ННые объекты, Kp.v Н)8(>; . Р г i e s t fi, П., Solar ma i,me toll у dro dynamics, Dordrecht ≈ La.oJ, 1Й82. jy_ g Сомов.
ВСТР╗ЧНЫК ПУЧКИ ≈ экспериментальный метод исследования элементарных частиц, в к- ром два пучка яаряж. частиц, ускоренных до заданной анергии, движутся навстречу друг другу, взаимодействуя на участке встречи. В традиц. варианте для осуществления метода иополъауются накопители заряж. частиц [1 , 2]. Самое нажноо преимущество метода В. ц. ≈ достижение энергии реакции, недоступной ускорителям с неподвижной мишепыо. Макс, анергия реакции (8 г) при столкновении встречных частиц с одинаковыми значениями импульсов pft равна сумме энергий обеих частиц:
c, (1)
(mi, ma ≈ массы покоя сталкинающихся частиц). Для ускорителя с неггодиижпой мишенью макс, энергия реакции равна
*- (2)
(m
ПРИ 6 т > /71-|,2С 6r ^
где н*!, £it ji?, ≈ соответственно масса покоя, энергия и импульс ускоренной частицы. Для частиц одинаковой массы т
е'г-
Рис. 1. Схема комплекса установок со встречными электрон-ноаитронньши пучками ВЭ1Ш-2М; ИЛУ ≈ импульсный линейный ускоритель электронов, форинщснтор, энергия 1,5МэВ,ток н импульсе; 30 А ('Л. 10|а частиц); Н-ЗМ ≈ синхротрон па энергию ЗйО МиВ, 3.1D11 частиц за цикл, частота поиторепин 1 Гц; ПК ≈ иозитронный конвертер; КЭ11П-2 ≈ промежуточный накопитель на энергию (>.")() МэВ; 1 ≈ резонаторы ВЧ-сис;том; 2 ≈ участок регистрации БЭ1Ш-2 во время работы и качестве накопителя со встречными с+ е~-пучками (пунктиром показан сущсстловапший в то врслиг канал иижекпии дл«ктронон); B3JT11-2M ≈ действуюпщй накопитель со встречными г + е~-
иучками; 3 ≈ детектор.
Ш
при 6' > тс* Кг & V 2&тс*. (2а)
При ускорении до одной РГ той же энергии <?г^£*?
что особенно отч╦тливо видно в ультрарелятивистском случае. Первый накопитель со встречными электронными пучками ВЭП-1 [Ц, макс, энергия частиц в к-ром составляла лишь 0,1Н F»R, был экпи валентен злск-тронному ускорителю с неподвижной мишепыо на энергию ЮОГдВ, Для накопителя РЕТВА (ФРГ), обладающего наиб, энергией в е+е^-пучках, эквивалентная энергия составляет примерно 1000 ТЪВ, Важное преимущество метода В. п.≈ возможность проведения эксперимента в предельно чистых условиях, когда картина взаимодействия двух сталкивающихся частиц пе искажается сопутствующими процессами: взаимодействия первичных частиц и продуктов реакции с веществом мншони, как это имеет место в традиц. схеме ускорителя с неподвижной мишенью.
Метод В. п. получил развитие в результате работ, начатых одновременно в Новосибирске в Ин-тс ядерной физики (ИЯФ) СО АН СССР и в Станфордском ун-те (США). Его принципиальная возможность иродомонст-
X
т ш
U
351
")
}
