2014年4月，英國《每日郵報》網站報道稱，地球磁場在過去200年中已減弱了15%，這有可能是地球磁場將反轉、兩極顛倒的先兆?？茖W家指出，磁極反轉最大的災難莫過于強烈的太陽輻射。關于磁極反轉的原因，有很多種推測，本文研究人員開發出的新型液態金屬材料，或許可以幫助我們模擬地球內部環境，從而進行深入的探索。

    耶魯大學的研究人員開發出一種來自液態金屬和磁性顆粒的新材料，它能幫助我們揭開地球磁場的神秘面紗。該材料有可能再現行星和恒星的內部環境，科學家無需深入地球或其他行星的內部，在實驗室就可以對其進行研究。

    研究人員說，懸浮磁性微粒的加入賦予了這種材料產生和操縱磁場的能力，由此產生的磁場強度要比液態金屬材料單獨產生的磁場強度高5倍。這很重要，因為盡管地球磁場保護我們免受太空惡劣條件的威脅，但我們并不了解它是如何運作的，換句話說，我們并不理解為什么磁極每幾十萬年會有反轉的傾向。

    為了對這些現象進行模擬，研究人員把eGaIn（銦和鎵的合金）與包括鐵和鋅在內的各種磁性、非磁性顆粒組合。為了防止氧化，用酸溶液對液態金屬進行處理，同時將加入的顆粒完全浸入金屬中。

    一名研究人員Florian Carle表示：“我們設法把鋼、鋅、鎳、鐵，甚至手頭所有的材料做成懸浮態，基本上任何一種材料的導電性都比eGaIn高。”由于具有更高的導電性和更強大的磁場操縱能力，這種材料能幫助科學家更嚴密地研究磁流體動力學的影響。通常，必須要剖開恒星或行星，才能研究導電流體的磁學性能。

    現在，這項發現意味著我們可以在實驗室里再現地球內部某些相同的液態金屬和磁場條件。用Carle的話來說，這給了我們在實驗室里“復制”一個小地球的機會。在此之前，科學家都是嘗試用易爆液態鈉模擬地球內部環境，只能在數米的水平上工作；而新材料更容易操控，且工作尺度更小，只有幾厘米。

    接下來，研究人員要探索的第一件事就是地球磁極反轉（地磁南極和地磁北極每隔幾十萬年發生反轉的現象）的原因。科學家認為這跟地球內部液態金屬的流動有關，但之前的研究不得不依賴于計算機模擬，進而尋找其中的原因。這種新型液態金屬的出現，能幫助科學家更好地驗證這個猜想，更清楚地認知下次磁極反轉發生的時間以及可能產生的影響。

    研究人員還將更深入地研究地球磁場如何保護我們遠離太空輻射，以及這個“防輻射護盾”究竟有多堅固。

    相關研究結果發表在期刊Physical Review Fluids。

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責任編輯：劉洋

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