想像一下，一朵發光的雲看起來像霓虹燈，但它不是水滴，而是懸浮在太空中的大量微小塵埃顆粒。這種不尋常的混合物被稱為塵埃等離子體，這是一種罕見的物質狀態，存在於外太空和實驗室實驗中。
在發表於的一項新研究中 物理檢查E奧本大學的物理學家發現，即使是非常弱的磁場也能顯著改變塵埃等離子體的行為。研究小組發現，磁性可以減緩或加速等離子體中漂浮的納米顆粒的生長。當磁場沿螺旋路徑移動電子時，整個等離子體會相應地發生變化，從而改變粒子獲得電荷並增大尺寸的方式。
該研究的主要作者 Bhavesh Ramkorun 表示：“塵埃等離子體就像真空箱中的微小顆粒。” “我們發現，通過引入磁場，我們可以使這些顆粒生長得更快或更慢，並且灰塵顆粒的大小和壽命截然不同。”
觀察納米顆粒的形狀
為了研究這種效應，研究人員通過點燃氬氣和乙炔氣的混合物來製造碳納米顆粒。在正常條件下，粒子連續形成約兩分鐘，然後從等離子體中釋放出來。當施加磁場時，這個生長周期要短得多，有時持續不到一分鐘，並且產生的顆粒更小。
為什麼電子如此重要
該研究的合著者 Saikat Thakur 解釋說：“該系統的敏感性非常驚人。” “電子是等離子體中最輕的參與者，但當它們被磁化時，它們就決定了規則。這個簡單的變化可以完全改變納米材料的形成方式。”
從實驗室到宇宙
這些發現可以幫助科學家開發新的基於等離子體的方法來生產具有特定性能的納米顆粒，用於電子、表面塗層和量子技術。除了實際應用之外，這項研究還揭示了整個太空中發現的自然等離子體，包括行星環和太陽大氣層，其中灰塵和磁場不斷相互作用。
“等離子體構成了可見宇宙的大部分，而塵埃無處不在，”拉姆科倫補充道。 “通過研究最小的力如何塑造這些系統，我們正在揭示將實驗室與宇宙連接起來的模式。”
