บาคาร่าเว็บตรง แม่เหล็กไฟฟ้าสามารถช่วยทำความสะอาดขยะอวกาศได้

บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ในสหรัฐอเมริกาได้ใช้ชุดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเคลื่อนย้ายวัตถุที่ไม่ใช่แม่เหล็กจากระยะไกล ซึ่งเป็นเทคนิคที่พวกเขากล่าวว่ามีประโยชน์ในการทำความสะอาดเศษซากในอวกาศ ซึ่งวัตถุในวงโคจรระดับพื้นโลกกำลังทวีความรุนแรงมากขึ้น เสี่ยง. ในเดือนพฤษภาคม 2564 NASA รายงานว่ากระทรวงกลาโหมสหรัฐกำลังติดตามเศษอวกาศมากกว่า 27,000 ชิ้น

ในวงโคจรของโลก จำนวนนี้ไม่รวมวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินไป

ที่จะติดตาม และจำนวนของวัตถุที่สามารถติดตามได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงกลางเดือนพฤศจิกายนหลังจากการทดสอบขีปนาวุธต่อต้านดาวเทียมของรัสเซียได้เปลี่ยนดาวเทียมยุคโซเวียตที่หมดอายุแล้วให้กลายเป็นก้อนเมฆ เนื่องจากวัตถุเหล่านี้ร่วงหล่นและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 17,500 ไมล์ต่อชั่วโมง วัตถุเหล่านี้อาจสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อดาวเทียมหรือยานอวกาศหากชนกับวัตถุเหล่านี้ การชนกันดังกล่าวยังทำให้เกิดเศษซากใหม่ๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เรียกว่าเคสเลอร์ซินโดรม

เทคนิคการไม่สัมผัส เนื่องจากวัตถุเหล่านี้ส่วนใหญ่ทำมาจากอะลูมิเนียมที่ไม่ใช่แม่เหล็ก กลไกการกำจัดที่อาศัยแม่เหล็กจึงมักไม่มีประสิทธิภาพในการ “จับ” พวกมัน อย่างไรก็ตาม เทคนิคการไม่สัมผัสแบบใหม่ที่พัฒนาโดยJake Abbottและเพื่อนร่วมงาน สามารถใช้เพื่อจัดการกับวัตถุที่นำไฟฟ้าได้ มันทำงานโดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (หมุนได้) ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ก่อตัวเป็นวงกลมที่เรียกว่ากระแสไหลวนในตัวนำ วงรอบเหล่านี้จะสร้างสนามแม่เหล็กทุติยภูมิของตัวเอง ด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนวัตถุนำไฟฟ้าให้กลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ออกแรงแม่เหล็กบนแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กเดิม

ถ้าสนามนี้เกิดจากแม่เหล็กเคลื่อนที่หรือหมุน 

แรงเหนี่ยวนำจะต้านการเคลื่อนที่เดิมและทำให้การเคลื่อนที่ของแม่เหล็กช้าลง เอฟเฟกต์ “ลาก” นี้ถูกใช้เป็นระบบเบรกสำหรับรถไฟบางขบวนแล้ว เช่นเดียวกับในมอเตอร์อุตสาหกรรม และระบบขับเคลื่อนแม่เหล็กสำหรับรถไฟเหาะ รวมถึงการใช้งานอื่นๆ อันที่จริง นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ประโยชน์จากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตั้งแต่ช่วงปี 1800 เพื่อส่งพลังงานแบบไร้สายระหว่างตัวนำในระยะทางสั้น ๆ สำหรับการใช้งานในหม้อแปลงไฟฟ้า การชาร์จสมาร์ทโฟนแบบไร้สาย และแน่นอน ในหม้อและกระทะเหนี่ยวนำ

แอ๊บบอตและเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบวิธีการของพวกเขาโดยจับและเคลื่อนย้ายลูกทองแดงที่ลอยอยู่ในอ่างน้ำ โดยเลียนแบบสภาพแวดล้อมที่มีแรงเสียดทานต่ำของอวกาศ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าแม่เหล็กของพวกมันไม่เพียงแต่สามารถเคลื่อนทรงกลมไปรอบ ๆ สี่เหลี่ยมจัตุรัสเท่านั้น แต่ยังหมุนมันได้อีกด้วย

ดักจับขยะอวกาศ

นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อชะลอการเคลื่อนที่ของเศษซากอวกาศอย่างปลอดภัย จากนั้นจึงลากไปยังวงโคจรที่ต่ำกว่าเพื่อกำจัด เทคนิคนี้อาจใช้เพื่อหยุดการหมุนของดาวเทียมที่เสียหายเพื่อให้สามารถซ่อมแซมได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้ในปัจจุบัน และเนื่องจากไม่มีการสัมผัส วิศวกรจึงสามารถจัดการกับวัตถุที่บอบบางเป็นพิเศษได้เช่นกัน

อัลกอริธึมการถ่ายภาพแบบใหม่สามารถตรวจจับขยะอวกาศที่เคลื่อนที่เร็วและหมุนได้

ทีมยูทาห์กล่าวว่าขณะนี้กำลังวางแผนที่จะจัดการกับวัตถุที่นักวิจัยไม่มีแบบจำลองล่วงหน้า “สำหรับงานนี้ เราจะต้องเรียนรู้แบบจำลองในขณะที่เราจัดการกับมัน โดยสังเกตว่าวัตถุเคลื่อนที่อย่างไรเนื่องจากสนามแม่เหล็กหมุนของมัน” แอ๊บบอตบอกกับPhysics World

อย่างไรก็ตาม กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ต่างจากอวกาศ 

โดยกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ซึ่งระบุว่าเอนโทรปี – ปริมาณของการสุ่มหรือความผิดปกติในระบบปิด – ไม่สามารถลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ระบบที่เรียบง่าย เช่น ลูกตุ้มเดียวหรือวงโคจรของดาวเคราะห์ สามารถแสดงการสั่นที่เสถียรและมีอายุยืนยาว เนื่องจากมีสองสามวิธีที่ชิ้นส่วนของพวกมันจะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและแลกเปลี่ยนพลังงาน ในทางตรงกันข้าม การสั่นหลุดอย่างรวดเร็วจากการซิงค์ในระบบที่มีระดับอิสระหลายระดับ (เช่น ชุดของลูกตุ้มคู่) เนื่องจากพลังงานพุ่งผ่านทุกช่องทางที่อนุญาต และระบบสำรวจสถานะที่เป็นไปได้มากมาย

ในปี 2555 แฟรงค์ วิลเชค ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขา ฟิสิกส์ เสนอว่าสสารที่ขยายออกไปอาจแสดงความสม่ำเสมอและเป็นระเบียบได้ทันเวลา ขณะเดียวกันก็ทำลายสมมาตรของการแปลเวลาโดยธรรมชาติ เมื่อเปรียบเทียบกับผลึกของแข็งที่มีการจัดลำดับเชิงพื้นที่ Wilczek เรียกเฟสที่เสนอนี้ว่าผลึกเวลาควอนตัม ณ จุดนั้น ยังไม่ชัดเจนว่าระยะดังกล่าวจะมีอยู่จริงในโลกทางกายภาพหรือว่าเอนโทรปีจะดับความหวังทั้งหมดสำหรับลำดับเวลาผลึก

ข้อเสนอเดิมของ Wilczekเกี่ยวข้องกับสถานะพื้นดินหรือการกำหนดค่าพลังงานต่ำสุดของวงแหวนตัวนำยิ่งยวด ด้วยตัวมันเอง ตัวนำยิ่งยวดนี้รองรับกระแสคงที่ที่ไหลโดยไม่มีความต้านทาน ถ้ารูปแบบการสลับของประจุไฟฟ้าที่เรียกว่าคลื่นความหนาแน่นของประจุถูกซ้อนทับบนกระแสคงที่นี้ ระลอกคลื่นของประจุจะสลายความสมมาตรการแปลอย่างต่อเนื่องของอวกาศให้เป็นสมมาตรการแปลที่ไม่ต่อเนื่อง เมื่อรวมทั้งสองเข้าด้วยกัน Wilczek ได้ตั้งสมมติฐานว่าจะส่งผลให้ระบบหลายตัวมีเสถียรภาพโดยมีความสมมาตรในการแปลเวลาที่ลดลง (จากแบบต่อเนื่องเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง)

ความต้องการเฟสที่ไม่สมดุลในปี 2014 นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Haruki Watanabe และ Masaki Oshikawa ได้จัดการกับข้อเสนอของ Wilczek อย่างน่าทึ่งและโอกาสของผลึกแห่งกาลเวลา ทฤษฎีบท “ไม่ไป” ของพวกเขาระบุว่าระบบใดๆ ในสมดุลความร้อน รวมทั้งของ Wilzcek ไม่สามารถเป็นผลึกของเวลาได้ ในช่วงเวลาที่เป็นผลึกของเวลาใดๆ จะต้องเข้าสู่อาณาจักรใหม่ที่แปลกประหลาด นั่นคือ ฟิสิกส์ที่ไม่สมดุล

ในช่วงเวลาเดียวกัน นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน สหรัฐอเมริกา และสถาบันมักซ์พลังค์ในเดรสเดน ประเทศเยอรมนี กำลังทำงานอย่างจริงจังเพื่อกำหนดระยะดังกล่าว เป็นเวลาหลายปีที่นักฟิสิกส์คนอื่นๆ ได้ดำเนินโครงการวิจัยที่คล้ายคลึงกันโดยแทบไม่ต้องแสดงอะไรเลย แต่Vedika Khemani (ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด) Roderich Moessner , Shivaji Sondhiและเพื่อนร่วมงานประสบความสำเร็จ โดยแสดงให้เห็นถึงระยะที่ไม่สมดุลในทางทฤษฎี สูตรของพวกเขาประกอบด้วยส่วนผสมทางกายภาพที่จำเป็นสองอย่าง: การขับรถเป็นระยะหรือ Floquet และการแปลหลายภาษา (MBL) บาคาร่าเว็บตรง