Слева: экспериментальная установка представляет собой кольцевой цилиндрический канал с внутренним радиусом R 1 =6 см, внешним радиусом R 2 =19 см и высотой h=1,5 см, через который проходит радиальный ток (I 0 =[0–3000]А) и вертикальный магнитное поле (B 0 =[0–110]мТл). Справа: ряд потенциальных зондов, простирающихся от верхней пластины до середины высоты, обеспечивают измерения поля как азимутальной, так и радиальной скорости в средней плоскости. Синие щупы измеряют произведение ur Ω и производную ∂ r Ω, входящие в состав JΩ. Авторы и права: Письма с физическим обзором (2022 г.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.074501

Предыдущие исследования показали, что массивные объекты имеют гравитационное воздействие, которое притягивает газ, пыль и другие материалы. И поскольку такие массивные объекты имеют тенденцию вращаться, материал, который они притягивают, имеет тенденцию закручиваться вокруг объекта по мере его приближения. Когда это происходит, гравитация, создаваемая материалами в закручивающейся массе, имеет тенденцию сливаться, что приводит к образованию аккреционного диска. Астрофизики много лет изучают динамику аккреционных дисков, но так и не смогли понять, как угловой момент передается от внутренних частей данного аккреционного диска к его внешним частям по мере того, как вещество в диске приближается к центральному объекту.

Методы, используемые для изучения аккреционных дисков, включали разработку математических формул, компьютерное моделирование и модели реального мира с использованием жидкостей, которые закручиваются подобно водоворотам. Однако ни один из подходов не оказался подходящим, что заставило исследователей искать новые модели. В этой новой работе исследователи разработали метод создания аккреционного диска из частиц жидкого металла, вращающихся в воздухе.

Чтобы имитировать действие реального аккреционного диска, исследователи применили радиальное электрическое поле к массе жидкого металла. Поле создавалось проталкиванием тока между цилиндром и окружающим круглым электродом. Этот процесс удерживает металлические кусочки в плену, когда они вращаются вокруг центральной точки. Конечно, нет центрального тела, имитирующего звезду или черную дыру, — вместо этого действие управляется с помощью катушек выше и ниже заданной плоскости.

Используя свой подход, исследователи смогли контролировать как степень турбулентности, так и скорость вращения диска. Они также добавили зонды, чтобы узнать больше об угловом моменте, и обнаружили, что он движется от внутренних частей диска к внешним краям турбулентными потоками, как некоторые предполагают.