ⓘ ပလာစမာ (ရူပဗေဒ)

                                     

ⓘ ပလာစမာ (ရူပဗေဒ)

ပလာစမာ ဆိုသည်မှာ ဂရိ πλάσμα, အဓိပ္ပာယ် "ပုံသွင်းနိုင်သော အရာဝတ္ထု" သို့မဟုတ် "ဂျယ်လီ" ဖြစ်ပြီး ဒြပ်တို့၏ အခြေနေ ၄ ရပ်မှ ၁ ခုပင်ဖြစ်သည်။ အခြား ၃ ခုမှာ အစိုင်အခဲ၊ အရည်နှင့် အငွေ့တို့ဖြစ်ကြသည်။ ထိုအခြေနေ ၃ ခုနှင့်မတူဘဲ ပလာစမာသည် ကမ္ဘာပေါ်၌ သာမန်ပတ်ဝန်းကျင်အခြေနေတွင် တွေ့ရလေ့မရှိပေ။ သို့သော် ဓာတ်မပြုသော အငွေ့များမှ ဖန်တီးယူနိုင်သည်။ ပလာစမာဟူသော အခေါ်အဝေါ်အား ၁၉၂၀ ခုနှစ်များတွင် ပထမဆုံး မိတ်ဆက်ခဲ့သူမှာ Irving Langmuir ဆိုသူဖြစ်သည်။ ပတ်ဝန်းကျင်၏ အပူချိန်နှင့် သိပ်သည်းမှုအရ ပလာစမာသည် တစ်ပိုင်း အိုင်ယွန်နစ် သို့မဟုတ် အပြည့်အဝ အိုင်ယွန်နစ်ပုံစံ ဖြစ်နိုင်သည်။ တစ်ပိုင်း အိုင်ယွန်နစ် ပလာစမာများကိုမူ လူအများ နားလည်ကြသည်။ ဥပမာ နီယွန်မီးသင်္ကေတ၊ လျှပ်စီးလက်ခြင်း တို့ဖြစ်သည်။ သို့သော် အပြည့်အဝ အိုင်ယွန်းနစ် ပလာစမာများကိုမူ နေ၏အတွင်းဘက်ပိုင်း၊ ဆိုလာ ကော်ရိုနာနှင့် ကြယ်၏အတွင်းပိုင်း တို့၌သာ ဖြစ်ပွားသည်။

၁၉၂၇ ခုနှစ်တွင် နိုဘယ်ဆုရှင် အမေရိကန် ဓာတုဗေဒ ပညာရှင် Irving Langmuir က Ionized gas တစ်ခုကို ဖော်ထုတ်ပြရန်အတွက် ဤပလပ်စမာ ဆိုသည့် ဝေါဟာရကို စတင် အသုံးပြုခဲ့ခြင်းဖြစ်သည်။ Irving Langmuir က လျပ်စစ်စက်ကွင်း အရည်ထုထဲမှာ အီလက်ထရွန်နဲ့ အိုင်းယွန်း တို့ကို သယ်ဆောင်သလိုမျိူး သွေးပလပ်စမာက သွေးဖြူဥ သွေးနီဥ ကို carry လုပ်ပေးတယ်ဆိုတဲ့ အချက်ကို သတိပြုမိခဲ့တယ်။ သူနှင့် သူရဲ ့ လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက် Lewi Tonks တို့ဟာ filament တစ်ခုရဲ ့ lifetime ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ချ ဲ့ ကြည့်နိုင်တဲ့ နည်းလမ်းကို ရှာဖွေနိုင်ဖို့အတွက် Tungsten-filament အသုံးပြုထားသည့် မီးသီး မီးလုံးတွေရဲ ့ ရူပဓာတု ဖြစ်စဉ်တွေကို စုံစမ်းလေ့လာခဲ့ကြပါတယ်။ နောက်ပိုင်းမှာလည်း တစ်ဖြည်းဖြည်းနဲ့ သူတို့ ထိုနည်းလမ်းကို လေ့လာနိုင်ခဲ့ကြပါတယ် ။ ဒီဖြစ်စဉ်ကနေ အိုင်းယွန်းဖြစ် ပလပ်စမာ နှင့် အစိုင်အခဲ မျက်နှာပြင်တွေ ရဲ ့ ကြားမှာဖြစ်ပေါ်နေတဲ့ boundary layer ဖြစ်စဉ် လို့ခေါ်တဲ့ Plasma sheaths theory ကို ဖော်ထုတ် ရရှိခဲ့ပြန်ပါတယ်။ နောက်ပြီး အီလက်ထရွန် သိပ်သည်းဆ ရဲ ့ ကာလအလိုက်ပြောင်းလဲနိုင်မှ ုကို ဖော်ပြနိုင်တဲ့ plasma discharge tube တစ်ခုရဲ ့ တိကျသေချာတဲ့ နယ်ပယ်တွေကိုလည်း ရှာဖွေ တွေ ့ရှိခဲ့ပြန်ပါတယ်။ ၎င်းတွေ ့ရှိမှ ုကိုတော့ ယနေ့ခေတ်မှာ Langmuir’s waves ဆိုပြီး တွင်တွင်ကျယ်ကျယ် အသုံးပြုနေကြပါတယ်။ ဒါကတော့ Plasma physics ရဲ ့ မူလပထမ အစဖြစ်ပါတယ်။ ယနေ့ခေတ်မှာ Langmuir ရဲ ့ သုတေသန ရလဒ်တွေဟာ Integrated circuits တွေ တီထွင်ဖန်တီးဖို့အတွက် ပလပ်စမာဖြစ်စဉ် နည်းပညာအများစု၏ အခြေခံသီအိုရီတွေ ဖြစ်လာခဲ့ပါတယ်။ Langmuir ရ ဲ့ သုတေသနပြုလုပ်မှု နောက်ပိုင်းမှာတော့ ပလပ်စမာ သုတေသနလုပ်ငန်းဟာ အခြားနယ်ပယ်တွေမှာလဲ တစ်ဖြည်းဖြည်း ပျံ့နှံ့လာခဲ့ပါတယ်။ သီးခြားသိသာ ထင်ရှားတဲ့ နယ်ပယ် ၅ ခုရှိပါတယ်။

ပထမတစ်ခုကတော့ ရေဒီယိုအသံလွှင့် ဌာနတွေကနေတဆင့် ကမ္ဘာ ့အိုင်းယွန်းအလွှာ ionosphere ကို တွေ့ရှိစေမှ ုပဲဖြစ်ပါတယ်။ ကမ္ဘာ ့အိုင်းယွန်းလွှာဆိုတာကတော့ ကမ္ဘာ ့မြေပြင်မှ အကွာအဝေး ကီလိုမီတာ ၆၀ မှ ၁၀ဝ၀ အတောအတွင်းမှာ ရှိတဲ့ အိုင်းယွန်းများစွာဖြင့် ပြည့်နှက်နေသော ကမ္ဘာ ့လေထု အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပါတယ်။ လေထုအလွှာ အပေါ်ပိုင်းတွင်ရှိသော ionized gas အလွှာအချို ့သည် ရေဒီယို အသံလှိုင်းများကို တုံ့ပြန်မှ ု ဖြစ်စေပါသည်။ ဤသို့တန်ပြန်တုံ့ပြန်နိုင်မှုတွင် မိုးကုတ်စက်ဝိုင်း၏ မည့်သည့် နေရာမှာမဆို transmitter ရှိနေတဲ့အခါ ရေဒီယိုအချက်ပြစနစ်တွေကို ဖမ်းယူ၍ ပြန်လည်ထုတ်လွှင့် ပေးနိုင်ပါတယ်။ အဆင်မပြေတာ တစ်ခုက အဲဒီ ionosphere အလွှာက တစ်ခါတစ်ရံမှာ ရေဒီယို လှိူင်းတွေကို စုပ်ယူပေးနိုင်သလိုပဲ တစ်ခါတစ်ရံမှာ ရေဒီယိုလှိူင်း တွေကို ပျက်စီးစေတတ်ပါတယ်။ ကမ္ဘာ ့သံလိုက် စက်ကွင်းဟာ မတူကွဲပြားတဲ့ velocities အခြေအနေတွေမှာ လှိုင်းတွေ နဲ့ အမျိူးမျိူးသော polarizations သံလိုက်စက်ကွင်းရ ဲ့ orientation နဲ့ စပ်ဆက်နေတာကိုလဲတွေ့ရပါတယ် တွေကို ပြန်လည်ထုတ်ပေးနိုင်ဖို့ရာ အတွက် သက်ရောက်မှ ုတစ်ခုခုကို ရရှိမှာဖြစ်တယ်။ အဲ့ဒီသက်ရောက်မှ ုကနေ ghost signal Echo သံကဲ့သို့ပင် signal တွေက အနည်းငယ် စောရောက်တာမျိုးလဲ ဖြစ်နိုင်သလို အနည်းငယ် နောက်ကျပြီးမှ ရောက်တာမျိုးလဲ ဖြစ်နိုင်တယ် တွေကိုထုတ်ပေးတယ်။ အချို့သော ရေဒီယိုဆက်သွယ်မှ ုတွေမှာ ရှိနေတဲ့ ချို ့ယွင်းချက်တွေ နဲ့ မပြည့်စုံမှ ုတွေကို မှန်ကန်စွာ နားလည်သိရှိနိုင်ဖို့အတွက် E.V.Appleton, K.G.Budden စသော သိပ္ပံပညာရှင်ကြီးများက တစ်သမတ်ထဲမဟုတ်တဲ့ magnetized plasma ကိုဖြတ်သန်းပြီးတော့မှ ထုတ်ပေးတဲ့ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်း သီအိုရီ ကို စနစ်တကျလေ့လာခဲ့ကြပါတယ်။

ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ကတော့ အာကာသရူပဗေဒ ပညာရှင်တွေရဲ ့ အာကာသထဲမှာ ပလပ်စမာ တွေနဲ့ ပြည့်နှက်နေတယ်ဆိုတာကို အသိအမှတ်ပြုခြင်းပဲဖြစ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် အာကာသရူပဗေဒ ဖြစ်စဉ်တွေကို ပိုမိုနားလည်ဖို့အတွက် ရူပဗေဒ ပလပ်စမာ သဘောတရားများကို နားလည်သဘောပေါက်မှ ု ပြည့်ဝနေမှသာ အဆင်ပြေမှာဖြစ်ပါသည်။ ဤနယ်ပယ်တွင် ရှေ ့ဆောင်စွန် ့ ဦးတီထွင်သူ Hannes Alfven သည် ၁၉၄၀ ဝန်းကျင်က magneto-hydrodynamics MHD သီအိုရီ ကို ရှာဖွေတွေ ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ ၎င်းသီအိုရီတွင် ပလပ်စမာကို conducting fluid အဖြစ် အခြေခံကျကျ ဖော်ပြပြီး ပလပ်စမာသဘောတရားနှင့် ထိတွေ ့စေခဲ့ပါတယ်။ ၎င်းသီအိုရီကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အောင်အောင်မြင်မြင် အသုံးချနေတာကတော့ sunspots စစ်ဆေးမှ ုလုပ်ငန်းများ၊ solar flares၊ solar wind ၊ ကြယ်များဖြစ်ပေါ်လာမှ ု နှင့် အာကာသရူပဗေဒ နှင့် သက်ဆိုင်သော အကြောင်းအရာ တော်တော်များများတွင် အသုံးပြု လေ့လာနေကြဆဲပင်ဖြစ်သည်။ MHD ရ ဲ့ သီးခြားစိတ်ဝင်စားစရာ အကောင်းဆုံးသော ခေါင်စဉ်နှစ်ခုမှာ magnetic re-connection နှင့် dynamo theory တို့ပင်ဖြစ်သည်။ Magnetic re-connection ဆိုတာက magnetic နယ်ပယ်လမ်းကြောင်းတွေ ရုတ်တရက် ပြောင်းလဲခြင်းပဲဖြစ်ပါတယ်။ ၎င်းပြောင်းလဲမှု ဖြစ်စဉ်က သံလိုက်စွမ်းအင်မှ အပူစွမ်းအင်သို့ ရုတ်တရက် ပြောင်းလဲမှ ုကို ဖြစ်စေနိုင်ပါတယ်။ လျပ်စစ်အားသက်ရောက်မှ ုရှိနေတဲ့ အမှ ုန်တွေဟာ အရှိန်ပြင်းထန်စွာဖြင့် သက်ရောက်လှ ုပ်ရှားမှ ုများကြောင့် စွမ်းအင်မြင့်မားစွာ ရရှိပိုင်ဆိုင်သကဲ့သို့ ဒီနေရာမှာလဲ solar flares တွေရဲ့ နောက်ကွယ်က mechanism ကို စဉ်းစားလို့ ရနိုင်ပါတယ်။ Dynamo theory ဆိုတာကတော့ MHD fluid တွေရ ဲ့ ရွေ ့လျားမှ ုတွေဟာ macroscopic magnetic field ဖြစ်ပေါ်လာမှ ုဆီကို ဘယ်လိုဦးတည်နေတယ် ဆိုတာပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ မြေပြင်အခြေအနေ နှင့် နေအဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာ သံလိုက်စက်ကွင်းတွေ လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းမှ ု ဖြစ်သွားခဲ့ရင် ၎င်းတို့ နှစ်ခုစလုံးကို Dynamo action က ထိန်းသမ်းထားနိုင်စွမ်း ရှိမှာမဟုတ်ပါဘူး။ ဒီအချက် ၂ ချက် ကြောင့် Dynamo action က အရေးကြီးတဲ့ဖြစ်စဉ် တစ်ခုဖြစ်နေခြင်းပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ ကမ္ဘာ့ သံလိုက် စက်ကွင်းကို ထိန်းသိမ်းပေးထားတာက သူ့ရဲ ့ molten core ရွေ ့လျားမှ ုတွေပဲဖြစ်ပါတယ်။ ၎င်း molten core ရွေ ့လျားမှ ုဖြစ်စဉ်တွေဟာ MHD fluid တစ်ခုအဖြစ် သဘာဝကျသော ခန် ့မှန်းနိုင်ခြေတစ်ခုခုကို ဖြစ်စေနိုင် ပါတယ်။

တတိယတစ်ခုကတော့ ၁၉၅၂ ခုနှစ်က ထုတ်လုပ်ခဲ့သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဗုံး တီထွင်မှ ုပင်ဖြစ်သည်။ ၎င်းတီထွင်မှ ုသည် အနာဂါတ်အတွက် ဖြစ်နိုင်သော စွမ်းအားအရင်းအမြစ်တစ်ခုအဖြစ် thermonuclear fusion ထိန်းချုပ်မှ ုကို အမှန်တကယ် စိတ်ဝင်စားစေနိုင်ခဲ့ပါတယ်။ ပထမဆုံးအနေနဲ့ အမေရိကန်၊ ရုရှား၊ ဂရိတ်ဗြိတိန် နိုင်ငံတွေမှာ လျှို ့ဝှက်စွာဖြင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် သုတေသနလုပ်ငန်းတွေ ပြုလုပ်ခဲ့ကြပါတယ်။ သို့ရာတွင် ပလပ်စမာ သုတေသနလုပ်ငန်းတွင် thermonuclear fusion သုတေသနပြုမှ ုကို လုံခြုံမှ ုလျို ့ဝှက် အဆင့်အတန်းမှ လျှော့ချ၍ ၁၉၅၀ နှောင်းပိုင်း နှင့် ၁၉၆၀ အစပိုင်း ကာလများတွင် ရူပဗေဒ စာပေများတွင် ကျယ်ပြန့်စွာ ပုံနှိပ်ထုတ်ဝေခဲ့စေပြီး အရေးပါသော သုတေသနပြုမှ ုအဖြစ် ဦးတည်စေခဲ့ပါတယ်။ ထင်ထင်ရှားရှား ပြောရမယ်ဆိုရင် အဲ့ဒီနှစ်တွေအတောအတွင်းမှာပဲ ပလပ်စမာရူပဗေဒ သီအိုရီသည် သင်္ချာနည်းအရ ခရေစေ့တွင်းကျ နည်းလမ်းမှန်ကန်စွာ ထွက်ပေါ်လာသော သီအိုရီဖြစ်ပါသည်။ Fusion Physics လေ့လာသူတွေဟာ အများအားဖြင့် သံလိုက်စက်ကွင်းကြောင့် thermonuclear plasma ဘယ်လို ပိတ်မိနေတယ်ဆိုတာ နားလည်ဖို့ ကို စိတ်ဝင်စားမှ ုများခဲ့ကြပါတယ်။ ပြီးတော့ ပလပ်စမာတော်တော်များများ instabilities ဖြစ်ခြင်းကနေ ကျော်လွန် လွတ်မြောက်ဖို့အတွက် စုံစမ်းလေ့လာနေကြဆဲပဲဖြစ်ပါတယ်။

စတုတ္ထတစ်ခုကတော့ ၁၉၅၈ ခုနှစ်မှာ James A.Van Allen ရ ဲ့ အမေရိကန်နိုင်ငံမှ ထုတ်လွှင့် ထားသော အချက်အလက်များကို အသုံးပြုပြီး ကမ္ဘာ့ ပတ်ပတ်လည်မှာရှိနေတဲ့ Van Allen radiation belts ကို ရှာဖွေတွေ ့ရှိမှ ုပဲဖြစ်ပါတယ်။ ဂြိုဟ်တု ရှာဖွေလေ့လာသူတွေဟာ ဂြိုဟ်တုမှ ကမ္ဘာ ့သံလိုက်စက်ဝန်း၏ စနစ်တကျ စူးစမ်းလေ့လာမှ ုစတင်ခြင်းပြုလုပ်နိုင်မှ ုကို သတိပြုမိခဲ့ကြပါတယ်။ ထို့နောက် အာကာသ ပလပ်စမာ ရူပဗေဒ နယ်ပယ်အကြောင်းကိုလည်း ချပြရှင်းလင်းခဲ့ကြပါတယ်။ အာကာသ သိပ္ပံပညာရှင်များဟာ Fusion research ကနေ သံလိုက်စက်ကွင်းကြောင့် ပလပ်စမာတွေ trapping ဖြစ်နေတဲ့သီအိုရီ၊ ionospheric physics ကနေ ပလပ်စမာလှိူင်းများ သီအိုရီ နှင့် astrophysics ကနေ အမှ ုန်များ အရှိန်ရလာမှု နှင့် စွမ်းအင်ထုတ်လွှင့်မှု အတွက် ရူပဗေဒဖြစ်စဉ် တစ်ခုကဲ့သို့သော magnetic re-connection အယူအဆ စသည်တို့ကို မှီငြမ်းရယူ၍ လေ့လာမှ ုများပြုခဲ့ကြပါသည်။

နောက်ဆုံးတစ်ချက်ကတော့ ၁၉၆၀ ခုနှစ်မှာ လေဆာပလပ်စမာရူပဗေဒ နယ်ပယ်မှ ထုတ်ဖော်ချပြခဲ့တဲ့ စွမ်းအားမြှင့်လေဆာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှ ု ကဏ္ဍပင်ဖြစ်သည်။ စွမ်းအားမြင့် လေဆာအလင်းတန်းတစ်ခုသည် solid ပစ်မှတစ်ခုကို ထိရိုက်သောအခါ ၎င်းပစ္စည်းသည် ချက်ချင်း လောင်ကျွမ်းဆုံးရှုံးမှု ဖြစ်ပေါ်သည်။ အဲဒီနောက် လေဆာအလင်းတန်း နှင့် လေဆာပစ်မှတ်ကြားတွင် ပလပ်စမာဖြစ်ပေါ်လာသည်။ လေဆာပလပ်စမာတွင် အစိုင်အခဲများ၏ ထူးခြားသော သိပ်သည်းမှု လက္ခဏာများ ကဲ့သို့သော အတန်အသင့် လွန်ကဲမှုရှိနေသော ဂုဏ်သတ္တိများရှိနေပါသည်။ သမားရိုးကျ ပလပ်စမာများထဲတွင်တော့ ထိုကဲ့သို့ မတွေ ့ရှိနိုင်ပါ။ လေဆာ ပလပ်စမာ ရူပဗေဒ၏ အဓိက အသုံးပြုမှု အပိုင်းတစ်ခုကတော့ inertial confinement fusion လို့သိထားကြတဲ့ Fusion energy ဆီကို ဦးတည်နေချဉ်းကပ်နေမှုပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ ဤချဉ်းကပ်မှုတွင် nuclear fusion ရ ဲ့ သိပ်သည်းဆ နှင့် အပူချိန်များကို ရရှိလာသည့်တိုင်အောင် သေးငယ်သော အစိုင်အခဲ ပစ်မှတ်ဆီသို့ လေဆာ အလင်းတန်းများကို အတွင်းဘက်သို့ စုစည်းကျရောက်နိုင်စေရန် တင်းတင်းကျပ်ကျပ် focused ရယူထားရပါတယ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဗုံး၏ အလည်ဗဟိုတွင် ဤကဲ့သို့ဖြစ်၏။ နောက်ထပ် လေဆာပလပ်စမာ ရူပဗေဒ၏ စိတ်ဝင်စားဖွယ် အသုံးပြုမှုတစ်ခုကတော့ အမှုန်များ အရှိန်မြင့်တက်လာစေရန်အတွက် ပလပ်စမာကို ပြင်းအားမြင့်လေဆာ pulse တစ်ခုက ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ အလွန်အားကောင်းသော လျပ်စစ်စက်ကွင်းများ ထုပ်လုပ်မှုကို အသုံးချခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ High-Energy လေ့လာသည့် ရူပဗေဒပညာရှင်များသည် အမှုန် accelerators တွေရဲ ့ တန်ဖိုး နှင့် အရွယ်အစားကို လျှော့ချနိုင်စေရန်အတွက် ပလပ်စမာ အရှိန်မြှင့်နည်းပညာကို အသုံးပြုနိုင်ရန်လည်း မျှော်လင့်ခဲ့ကြသည်။