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科学家发现卫星上云层过滤器之谜的答案

时间:2023-08-04来源:网络作者:小白

科学家发现卫星上云层过滤器之谜的答案


NIST科学家利用实验和建模来解释为什么某些面向太阳的卫星上的铝过滤器随着时间的推移变得神秘莫测。在新的NIST模型中,水蒸气可能从仪器附近的热毯中释放出来。这项工作改进了以前的模型,以前的模型没有考虑紫外线辐射的影响,因此预测的氧化物生长要少得多。为了解决这个问题,NIST团队建议未来的仪器包含一层碳来阻止铝离子的移动,并安装阻止水蒸气进入的管道。Credit: Sean Kelley/NIST


(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by Jennifer Lauren Lee, National Institute of Standards and Technology):在一些面向太阳的卫星上发生了一件神秘的事情,来自国家标准与技术研究所(NIST)和大气与空间物理实验室(LASP)的科学家们正在研究这个问题。该团队一直试图找出是什么遮蔽并损害了微小的薄金属膜的性能,该膜在阳光进入监测太阳紫外线(UV)的探测器时过滤阳光。


这些探测器可以警告我们即将到来的太阳风暴——来自太阳表面的辐射爆发——可能会到达地球,暂时中断通信或干扰GPS读数。


去年,该团队推翻了流行的理论:这种云是卫星上堆积的有机来源的碳在过滤器表面的积累。


现在,在一系列的三篇新论文中,来自NIST和LASP的同一个团队为他们认为的真正的罪魁祸首提出了强有力的理由:水引起的氧化,加上来自太阳的紫外线,产生了一层厚厚的氧化铝层——比以前认为的可能厚得多——阻挡了入射的光线。


作为奖励,研究人员认为他们已经确定了水的来源:热毯,用于控制航天器上仪器的温度。这些信息可以帮助科学家改善依赖这种过滤器的未来卫星的性能,也许可以通过添加硬件来限制过滤器暴露在隔热层周围的区域,或者通过使用不同的材料作为过滤器本身的一部分。


三篇论文中的第一篇发表在今天的《太阳物理学》杂志上。


“据我所知,我们是唯一的人看过滤器氧化由于暴露在紫外线下,”NIST的查尔斯塔里奥说。


NIST大学物理学家罗伯特·伯格说,证明水是造成这一问题的原因“有点像是一记组合拳”。“第一拳从物理上表明,这种涉及水的化学过程可能会导致类似于我们在卫星上实际看到的情况。第二个要点是,一旦你建立了一个把一切都考虑在内的理论模型,那么这些数字就会和我们在卫星上看到的数字在数量上吻合。


“把一切放在一起,我深信不疑,”伯格说。"水是过滤器退化的原因."


#NoFilter


太阳产生的大多数光都是可见的,范围从波长约为750纳米(纳米,十亿分之一米)的红光到波长约为400纳米的紫光。在其他波长中,太阳也发出相对少量的极紫外(EUV)光,这种光从100纳米延伸到10纳米,这种波长对人眼来说太短了。


虽然很小,但EUV信号很有用,因为它与太阳耀斑一起出现尖峰,可能会中断地球上的通信或导致GPS出现问题。在更具破坏性的现象(如日冕物质抛射)到达地球之前,EUV信号还可以提前几个小时甚至几天提醒科学家。这些带电粒子爆炸会使电线过载,或者增加机组人员和乘客的辐射暴露。


面向太阳的空间探测器上的一个关键设备是铝过滤器,每个都比邮票小,可以阻挡除17纳米和80纳米波长之间的EUV光以外的所有光。


虽然它们在太空中开始了它们的生活,在它们的范围内传输大量的EUV光,但在短短几年内,它们可能会失去大量的传输能力。例如,一个过滤器可以让50%的30纳米EUV光通过检测器。这个数字可能会在一年内下降到25%,五年内下降到10%。


科学家认为,一定是某种未知物质在生长或沉积在过滤器上,导致它们在短短几个月内变暗,并限制了进入探测器的光量。最主要的理论是,碳从仪器本身排出,沉积在过滤器上。


当NIST和LASP的工作人员去年反驳这一说法时,他们将注意力转向了他们认为更有可能的解释:氧化过程,其中水分子(H2O)中的氧原子与过滤器本身(Al)中的铝原子结合,形成一层模糊的氧化铝(Al2O3)。(顺便说一句,地球上所有的铝物体,从汽水罐到煎锅,都天然地覆盖着一层薄薄的氧化铝。)


科学家们已经知道,在有水的情况下,将铝表面暴露在紫外线下,可以在自然形成的氧化层之外生长出额外的氧化层。但是没有现有的理论可以解释氧化铝是如何变得足够厚从而导致这种浑浊问题的。


研究人员决定彻底探索水的存在如何影响过滤器,以确定到底发生了什么。


冲浪了


NIST的研究人员想在一个可控的环境中测试他们的水理论:一台能有效让他们创造太空天气的机器。该设备被称为NIST同步加速器紫外辐射设备(SURF),是一个房间大小的粒子加速器,使用强大的磁铁在环中移动电子。这种运动产生EUV光,可以通过专门的镜子转向,撞击目标,如正在测试的卫星滤波器。


尽管将他们的样品过滤器暴露在实验室制造的紫外光下长达20天,他们还是无法生长出足够厚的氧化层来解释真实空间过滤器的混浊。但是氧化层仍然比公认理论预测的要厚得多。


研究人员认为,如果进一步暴露,他们将达到所需的厚度。他们还预计,样品过滤器必须暴露在SURF光束中约10个月,才能达到与实际空间中的过滤器相同的氧化层厚度。


科学家发现卫星上云层过滤器之谜的答案


NIST的模型(黑色虚线)预测的氧化物生长与两个面向太阳的探测器上的铝过滤器上看到的实际氧化物生长完全匹配,这两个探测器称为MEGS-A(红色)和ESP(蓝色),都位于太空中的太阳动力学天文台(SDO)上。这两个探测器上的过滤器多年来一直受到神秘的云问题的影响。Credit: National Institute of Standards and Technology


采取不同的策略,该团队还进行了建模研究。完成的模型几乎完全符合天文学家在太空中看到的真实铝过滤器。


新模型成功的一个关键是,它解释了电子在铝过滤器中传播时会散射的事实。这种散射减缓了它们的进程,从而影响了氧化物生长的动力学。


“这是第一个考虑散射电子的模型,它使用的参数与文献中对化学反应每个步骤的预期一致,”Berg说。


加水就行了


然而,为了让模型起作用,一个关键的信息被遗漏了:一个重要的水源,它可能是这个反应的养料。


“它必须能够以合理的恒定速率连续五年排放水分,”塔里奥说。“这让博比[伯格]开始寻找,这到底是什么?有什么合适的来源?他找到了。”


伯格总结说,最有可能的来源是保温毯。这些是由一种叫做聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料制成的,这种塑料可以捕捉地球上的水分。对于大多数设备来说,这种水通常不是问题。


“很难想象还有什么东西能容纳如此多的水,”伯格说。

梦见毁灭性自然灾害并躲过了

梦见毁灭性自然灾害并躲过了,五行主木,得此梦乃感情中有改善之迹象,与他人真心相伴,彼此感情皆可有好运之意,切莫一意孤行,春天梦之吉利,秋天梦之不吉利。在外求财者得此梦,往东走吉利,往西走不吉利。得此梦与属猪之人,属鼠之人共同求财,乃事业中有年幼之人帮扶于你,求才可有长久之机遇。单身男人得此梦,主事业中有小人之迹象,与他人间互相竞争,彼此生活皆有不利之事,求财者不可任意妄为。已婚女人梦之,偏财运良好,梦见自然灾害,乃近期事业中多有小人之迹象,奈何个人能力过强,则财运皆可有所提升,多为吉兆。从事纺织,针织用品者,五行主木,得此梦事业良好,善与他人交涉者,求才可长久,多为吉兆也。老年人得此梦不利,事业多被他人所牵连之征兆,烦恼于心。

洗牙后牙缝变大了能自然恢复吗

洗牙后牙缝变大通常不能自然恢复,这是由于牙结石清除后暴露了原本被掩盖的牙缝。牙结石长期堆积会压迫牙龈,导致牙龈萎缩,洗牙后牙缝显得更大。恢复牙缝需要通过专业治疗和日常护理改善。1、牙缝变大的原因牙结石是牙缝变大的主要原因。长期不清洁牙齿,牙菌斑钙化形成牙结石,堆积在牙齿和牙龈之间,压迫牙龈组织,导致牙龈萎缩。洗牙后牙结石被清除,原本被掩盖的牙缝暴露,显得更大。牙龈炎症也会加速牙龈退缩,进一步扩大牙缝。2、牙缝变大的治疗方法牙缝变大可通过多种方法改善。牙周治疗是基础,包括龈下刮治和根面平整,清除深层牙结石,促进牙龈健康。对于较大的牙缝,牙科修复技术如树脂填充或瓷贴面可以有效缩小牙缝。正畸治疗也是一种选择,通过矫正牙齿位置关闭牙缝。日常护理中,使用牙线和间隙刷清洁牙缝,定期进行牙周维护,防止牙缝进一步扩大。3、日常护理建议保持卫生是预防牙缝变大的关键。每天刷牙两次,使用含氟牙膏,配合牙线或间隙刷清洁牙缝。定期洗牙,每半年到一年进行一次专业清洁,防止牙结石堆积。饮食上减少高糖摄入,避免刺激牙龈。如果发现或肿胀,及时就医,避免炎症加重。洗牙后牙缝变大是清除后的正常现象,不能自然恢复,但可通过专业治疗和日常护理改善。牙周治疗、修复技术和正畸治疗是主要方法,配合良好的口腔卫生习惯,可以有效缩小,保持健康。定期检查和维护是预防牙缝进一步扩大的重要措施。 隐形牙套最后牙缝会收好吗 回答:隐形牙套最后牙缝多会收好。牙套佩戴以后,如果出现牙缝,随着时间的推移,会慢慢的得到改善。刚开始矫正牙齿的时候,感觉牙齿的外观可能不太完美,牙齿移动的过程是非常缓慢的,需要三个月以后,牙齿才会逐渐的移位。如果牙齿畸形比较严重的话,通常需要两年的时间,才可以矫正着整齐。隐形牙套的矫正主要是借助先进科技制造出来的透明矫正器,利用3D影像科技设计矫正过程,达到矫正牙齿的目的。隐形牙套相对来说比较美观,也比较舒适,戴上去以后不容易被人发现,在矫正的过程中便于倾斜,矫正的效果较为明显。戴上牙套以后,可能会有短时间的不习惯,短时间内不要吃过硬或者是过粘的食物,以免对牙齿造成损伤,平时要做好口腔的清洁和卫生。 洗牙好不好。对牙齿有没有伤害 回答:洗牙通常是好的,可以有效清除牙齿表面的污垢、牙结石和牙菌斑,减少口腔疾病的发生,保护牙齿健康。通过超声波洗牙,利用超声波的震荡作用去除牙齿上的附着物,使牙齿更加干净,口气清新。洗牙频率不宜过高,一般6-12个月洗一次,避免牙齿松动和牙缝变宽。洗牙后需注意牙齿敏感,避免生冷食物刺激。合理洗牙对牙齿没有伤害,有助于维护口腔健康。 三甲医院洗牙多少钱一次 回答:三甲医院洗牙费用因个人口腔状况而异,大致在100\~500元一次。若牙齿结石较多,清洗难度增加,费用可能较高,达500元左右;若牙齿结石较少,清洗较简单,费用较低,约100元左右。具体费用需根据牙齿状况而定。 门牙缝越来越大了怎么办 回答:门牙缝越来越大,影响美观和口腔健康,可选择佩戴钢丝牙套进行矫正。通过收紧施加压力的方式,牙套可以将牙齿恢复到合适位置,缩小缝隙,使牙齿整齐坚固。矫正时间视缝隙大小而定,可能需要2-3年。佩戴牙套可以有效改善门牙缝过大的问题。 洗牙对牙齿有伤害吗多少钱 回答:洗牙通常不会对牙齿造成伤害,费用因牙齿状况不同而异,一般在2000至4000元之间。若牙齿菌斑和结石较多,手术难度增加,费用可能较高;若牙齿色渍较少,手术简单,费用相对较低。洗牙费用需根据个体牙齿状况而定。 洗牙后可以刷牙吗 回答:洗牙后需等待牙齿敏感期过去后大约5~6小时再刷牙,避免不适感。洗牙有助于清除牙齿污垢和食物残留,保持口腔健康。洗牙后应避免食用色素较深的食物,饮食应以清淡为主。核心在于洗牙后适时刷牙以保持口腔清洁,并注意洗牙后的饮食禁忌,保护牙齿健康。 洗牙后几个小时不能吃东西 回答:洗牙后短时间内不建议吃东西,通常需等待2至3小时。洗牙利用超声波清洁牙齿表面和牙缝中的污垢,提升牙齿健康。由于洗牙后牙齿敏感,需避免冷热、坚硬食物,以防牙釉质出现酸胀感。建议等待牙齿恢复稳定后再正常饮食。 多久洗牙一次比较好? 回答:洗牙的最佳频率通常是每6个月至一年一次,视个人牙齿状况而定。洗牙通过超声波仪器去除牙结石、牙菌斑和牙渍,改善牙齿发黄和口臭问题。治疗后,应注意口腔卫生,养成早晚刷牙、饭后漱口的好习惯。建议根据个人口腔状况,定期前往牙医诊所进行专业洗牙和口腔检查,维护牙齿健康。 第一次洗牙痛不痛 回答:洗牙一般来说不会感到疼痛,特别是在健康的牙齿上。但在洗牙过程中,工作尖可能会触及到牙颈部敏感区域,对于某些人可能会出现轻微疼痛。特别是存在牙颈部敏感症状的患者,可能会感受到较为明显的疼痛。对于第一次洗牙的人来说,最好先咨询牙医意见,了解自己的牙齿状况是否适合洗牙,避免不必要的疼痛或不适。 洗牙后牙缝会自行恢复吗 回答:洗牙后牙缝是否会自行恢复取决于个体情况。牙结石堆积可能导致牙龈萎缩,洗牙后会有牙齿变大的感觉。治疗相关疾病如牙龈炎和牙周炎后,牙齿和牙龈状况会改善。然而,对于重度牙周炎和牙槽骨萎缩患者,牙缝恢复可能不明显。 洗牙后牙缝会自行恢复吗 回答:洗牙后牙缝是否会自行恢复取决于个体情况。牙结石堆积可能导致牙龈萎缩,洗牙后会有牙齿变大的感觉。治疗相关疾病如牙龈炎和牙周炎后,牙齿和牙龈状况会改善。然而,对于重度牙周炎和牙槽骨萎缩患者,牙缝恢复可能不明显。 牙齿开裂可以洗牙吗 回答:牙齿开裂并不妨碍洗牙,因为洗牙的主要目的是清除牙龈周围的牙菌斑和牙结石,保证口腔卫生,避免牙龈红肿和出血。无论裂纹是天生存在还是由碰撞造成,都不会影响洁牙过程。洗牙有助于维护牙齿健康。 有牙结石洗牙有用吗 回答:洗牙是有牙结石患者最有效的治疗方式。牙结石会引发牙龈萎缩和牙齿不适等症状,牙结石存在必须进行治疗。通过超声波洁治术洗牙可去除牙结石,改善牙齿健康状况。 医院口腔科可以洗牙齿吗 回答:医院口腔科提供洗牙服务,包括超声波和喷砂两种方法,费用因方法不同而异。洗牙后可出现牙齿敏感,建议选用软毛牙刷。 超声波清洗牙有害吗 回答:超声波清洗牙无害,价格因地区差异而异,旨在彻底清洁牙齿,去除污垢和牙结石,牙齿颜色不会改变,洗牙时会有酸感但不痛,并使用碘甘油。 洗牙后要注意些什么 回答:洗牙后应注意保持早晚刷牙、饭后漱口的好习惯,避免食物残留。洗牙后牙齿敏感,应避免食用过酸、过甜、过辣的食物,以保护牙齿。洗牙能恢复牙齿自然颜色,改善口气,预防牙齿疾病,并需避免摄入含黑色素的食物。洗牙后要保持口腔清洁,合理饮食,以维护牙齿健康。 洗牙齿大概多少钱 回答:洗牙齿的价格大致在300至800元之间,具体取决于个人牙齿状况和治疗方案。牙齿状况较差、结石较多时,洗牙难度增加,价格可能达到800元;牙齿状况较好、结石较少时,洗牙较为简单,价格可能在300元左右。洗牙后牙齿敏感,需注意口腔卫生和饮食习惯以减少结石发生。 洗牙会把牙齿的牙釉质洗掉吗 回答:洗牙不会洗掉牙釉质,但会使牙釉质表面变得粗糙。洗牙能清除牙菌斑和牙结石,保持牙齿健康,预防牙周疾病。为了保护牙釉质,可选择牙齿抛光。洗牙旨在维护口腔健康,不会损害牙齿本质。 洗牙挂口腔什么科 回答:洗牙涉及口腔牙周病科,治疗因牙周炎和牙龈炎引起的口腔问题。洗牙也称超声洁治或口腔龈上洁治术,是常规治疗方法,通过超声波高频振荡和水雾冲洗来清洁牙齿。患者需预约口腔牙周病科医生进行检查和治疗。 洗牙器有必要买吗 回答:洗牙器并非必要购买,其主要功能是清洗牙齿表面轻微污垢,但使用不当可能导致牙齿敏感和损害牙釉质。推荐每隔一段时间进行超声波洗牙保护牙齿,利用振动原理清除牙结石、牙菌斑和色素残留,让牙齿保持白皙透亮并避免细菌滋生。养成良好刷牙习惯是关键。
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