चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांड में हर जगह हैं - ग्रहों, तारों, पूरी आकाशगंगाओं में - और वे आश्चर्यजनक रूप से व्यवस्थित हैं, जबकि उन्हें हर हिसाब से एक अराजक गड़बड़ होना चाहिए। दशकों से, वैज्ञानिक यह समझने के लिए सिर खुजलाते रहे हैं कि अंतरिक्ष में अव्यवस्था इतने बड़े पैमाने पर व्यवस्था कैसे उत्पन्न करती है। अब, विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं का मानना है कि उन्होंने लापता टुकड़ा ढूंढ लिया है, और इसमें कुछ वास्तव में बड़े पैमाने पर संख्या-क्रंचिंग शामिल है।

नेचर में प्रकाशित एक नए अध्ययन में, टीम ने सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन चलाए जो इतने विस्तृत थे कि उन्होंने 3D स्पेस में 137 बिलियन ग्रिड पॉइंट का उपयोग किया। यह कोई टाइपो नहीं है। सिमुलेशन, जिसने 0.25 पेटाबाइट डेटा उत्पन्न किया और पर्ड्यू यूनिवर्सिटी के एनविल सुपरकंप्यूटर पर लगभग 100 मिलियन CPU घंटे की खपत की, ने इस बात पर ध्यान केंद्रित किया कि कैसे अशांत प्लाज्मा प्रवाह स्वचालित रूप से संगठित जेट जैसी संरचनाएं विकसित कर सकते हैं - और बदले में, बड़े चुंबकीय क्षेत्र बना सकते हैं।

"ब्रह्मांड में चुंबकीय क्षेत्र बड़े पैमाने पर और व्यवस्थित हैं, लेकिन इन क्षेत्रों के उत्पन्न होने की हमारी समझ यह है कि वे किसी प्रकार की अशांत गति से आते हैं," अध्ययन के प्रमुख लेखक बिंदेश त्रिपाठी ने कहा, जो पूर्व UW-मैडिसन भौतिकी स्नातक छात्र हैं और अब कोलंबिया विश्वविद्यालय में हैं। "यह देखते हुए कि अशांति एक विनाशकारी एजेंट के रूप में जानी जाती है, सवाल यह है कि यह एक रचनात्मक, बड़े पैमाने का क्षेत्र कैसे बनाती है?"

टीम ने पाया कि कुंजी एक लगातार नवीनीकृत वेग प्रवणता को जोड़ना था - मूल रूप से, एक प्रणाली के विभिन्न भाग अलग-अलग गति से चलते हैं, जैसे एक साइकिल सवार एक कर्ब से टकराता है जबकि बाइक रुक जाती है लेकिन सवार आगे बढ़ता रहता है। सूर्य के अंदर और न्यूट्रॉन तारा विलय के दौरान भी यही होता है। जब शोधकर्ताओं ने उस स्थिर बड़े पैमाने की प्रवणता के बिना सिमुलेशन चलाया, तो संगठित चुंबकीय संरचनाएं कभी नहीं बनीं। अराजकता का राज था। प्रवणता के साथ? व्यवस्था उभरी।

"तो यह वास्तव में मुख्य कुंजी है: वेग में एक स्थिर, बड़े पैमाने की प्रवणता होना," त्रिपाठी ने जोर दिया।

यह सिर्फ अकादमिक नाभि-दर्शन नहीं है। निष्कर्ष ब्लैक होल निर्माण से लेकर न्यूट्रॉन तारा विलय तक, और यहां तक कि सौर तूफान कभी-कभी सीधे पृथ्वी की ओर क्यों आते हैं, सब कुछ समझाने में मदद कर सकते हैं। और वे अंततः चुंबकीय डायनेमो के बारे में 70 साल पुराने रहस्य को सुलझा सकते हैं - वे प्रक्रियाएं जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं - जिन्होंने हठपूर्वक उन बड़ी, व्यवस्थित संरचनाओं का उत्पादन करने से इनकार कर दिया है जो खगोलविद वास्तव में देखते हैं।

"डायनेमो के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र निर्माण का 70 वर्षों से व्यापक अध्ययन किया गया है, जिसमें निराशाजनक परिणाम यह रहा है कि उत्पन्न क्षेत्र लगभग हमेशा छोटे पैमाने पर और अत्यधिक अव्यवस्थित होते हैं, अवलोकनों के विपरीत," UW-मैडिसन में भौतिकी के प्रोफेसर और वरिष्ठ लेखक पॉल टेरी ने कहा। "यह कार्य, इसलिए, संभावित रूप से एक लंबे समय से चली आ रही समस्या का समाधान करता है।"

जबकि हम दूर के ब्रह्मांडीय वातावरण में इसका परीक्षण नहीं कर सकते, 2012 में विस्कॉन्सिन प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगशाला में पहले के प्रयोग - जिन्होंने मौजूदा सिद्धांतों को हैरान कर दिया था - अब बहुत अधिक समझ में आते हैं। तो, सुपरकंप्यूटर को बधाई: आपने अंततः अंतरिक्ष चुंबकत्व को थोड़ा कम रहस्यमय बना दिया है।