▲图中物理学家杰克逊·马特图奇（Jackson Matteucci）和威尔·福克斯（Will Fox）通过一张海报来展示他们的研究成果。
磁力在整个宇宙（从行星周围的磁场到充满星系的气体）中扩展传播的现象被称为比尔曼电池效应（Biermann battery effect）。美国物理学网10月19日报道，据《物理评论快报》（Physical Review Letters）近期刊发的一篇研究论文称，美国能源部（DOE）下属普林斯顿等离子体物理实验室（Princeton Plasma Physics Laboratory，简称PPPL）的科学家们发现，这种现象不仅可能会产生磁场，还可以切断磁场进而触发磁场线的重新连接——这是一个惊人的重大发现。
当等离子体的温度和密度失调时，比尔曼电池效应就会在等离子体（由自由电子和原子核组成的物质态）中发生。当等离子体顶部的温度可能比底部更热时，或者左边的密度可能比右边更大时，这种失调引起的电动势便会产生电流，由此导致磁场的形成。
这篇论文的最新研究成果表明，通过计算机模拟运算，比尔曼效应具有一个前所未知的功能，它能够帮助提高物理学家对于磁线重连现象的理解——离子体中磁场线的突然断裂和猛烈的重连（它是造成北极光、太阳耀斑和地磁空间风暴的原因，这些扰动会对地球上移动通信网络和电网造成破坏）。
这篇论文的第一作者、PPPL等离子体物理研究项目的研究生杰克逊·马特图奇（Jackson Matteucci）表示，这一研究成果“为科学家在实验室中复制那些在天体物理学的等离子体中观察到的（磁场线）重新连接提供了一个新的平台”。
该研究中的实验模拟了中国获得的、高能密度（HED）等离子体物质在极端压力下（如地球核心存在的物理条件）的表现数据结果，即中国的研究人员用激光照射固体金属靶中的一对等离子体气泡，然后通过对三维等离子体的模拟追踪了气泡的膨胀过程和比尔曼效应所产生的磁场，并记录下了因磁场相撞而产生的磁场线重联过程。而PPPL的模拟实验结果进一步表明，物质的温度在磁场线重新连接时达到峰值，并逆转了生成磁场线的比尔曼效应。因为峰值的缘故，比尔曼效应破坏了它所生成的磁场线，就像剪刀剪断橡皮筋一样。之后，将切割的磁场到下游重新连接起来，远离了原来的重连点。
马特图奇总结道：“这是有史以来第一次对比尔曼电池介导的磁线重连现象的模拟实验，而这一过程在之前是人们闻所未闻的。”
编译：Jonathan
审稿：三水
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