James Dungey
જેમ્સ વાયને "જિમ" ડુંગી (1923-2015) એક બ્રિટિશ અવકાશ વૈજ્ઞાનિક હતા જેમણે અવકાશ હવામાનના ક્ષેત્રની સ્થાપનામાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી અને પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રની મૂળભૂત સમજણમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું હતું. પ્રારંભિક જીવન અને કારકિર્દી જિમ ડુંગી એક શાળાના શિક્ષકના પુત્ર, લિંકનશાયરના સ્ટેમ્ફોર્ડમાં ઉછર્યા હતા. બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન, તેમણે રગ્બીમાં બ્રિટિશ થોમ્પસન-હ્યુસ્ટન ખાતે રડાર માટેના વિકાસ પર કામ કર્યું હતું. યુદ્ધના અંત પછી, તેમણે 1947માં કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીના ભાગ મેગડેલીન કોલેજમાંથી ડિગ્રી મેળવી હતી. ત્યારબાદ તેમણે ફ્રેડ હોયેલની દેખરેખ હેઠળ તે જ સંસ્થામાં પીએચ. ડી. પૂર્ણ કરી. 1950 થી 1953 સુધી ડુંગીએ રોન જીઓવાનેલી સાથે સિડની યુનિવર્સિટીમાં, 1953 થી 1954 સુધી પેન્સિલવેનિયા સ્ટેટ યુનિવર્સિટીમાં અને 1954 થી 1957 સુધી કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીમાં કામ કર્યું હતું. 1957 થી 1959 સુધી તેઓ કિંગ્સ કોલેજ, ન્યૂકેસલ અપોન ટાઇન (હવે ન્યૂકેસલ યુનિવર્સિટી) માં ગણિતના વ્યાખ્યાતા હતા અને 1959 થી 1963 સુધી તેમણે યુકે અણુ શસ્ત્રોની સ્થાપનામાં કામ કર્યું હતું. 1963માં તેઓ ઇમ્પિરિયલ કોલેજ લંડનની બ્લેકેટ લેબોરેટરીમાં ગયા, જ્યાં તેઓ 1965થી 1984માં તેમની નિવૃત્તિ સુધી ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસર હતા. ચુંબકીય પુનઃ જોડાણની શોધ ડંગેએ ચુંબકીય પુનઃ જોડાણની વિભાવના રજૂ કરી, એક એવી પદ્ધતિ જે શરૂઆતમાં સ્વીકારવામાં આવી ન હતી પરંતુ હવે પ્લાઝ્મા (આયનીકૃત વાયુ) ભૌતિકશાસ્ત્રના તમામ ક્ષેત્રોમાં મૂળભૂત મહત્વની હોવાનું માનવામાં આવે છે. ચુંબકીય ઊર્જાને ગરમી અને સક્રિય ચાર્જ કણોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં ચુંબકીય પુનઃ જોડાણની એસ્ટ્રોફિઝિકલ, સ્પેસ અને લેબોરેટરી પ્લાઝમા પર મુખ્ય અસરો છે. તે ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓને પુનઃરૂપરેખાંકિત કરીને ઘટનાઓની વિશાળ શ્રેણીને પણ સક્ષમ કરે છે. પુનઃ જોડાણ એ એક પ્રક્રિયા છે જે સૌર કોરોના, આંતરગ્રહીય અવકાશ, પૃથ્વીના મેગ્નેટોસ્ફિયર, ફ્યુઝન ટોકામક્સ અને ઘણા એસ્ટ્રોફિઝિકલ પદાર્થોમાં થાય છે. તે કાર્યકારી પ્રણાલીઓ પર અવકાશ હવામાનની અસરોમાં મુખ્ય નિયંત્રણ પરિબળ પણ છે, જે સૌર જ્વાળાઓ અને કોરોનલ માસ ઇજેક્શન (સીએમઈ) માં ઊર્જાના પ્રકાશનનું કારણ બને છે અને મુખ્ય પદ્ધતિ છે જે સૌર પવનના પ્રવાહમાંથી (અને સીએમઈને કારણે તેની વૃદ્ધિ) ઊર્જાને પૃથ્વીના અવકાશ પર્યાવરણ, મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. તે ફ્યુઝન સંશોધનમાં પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, જે ટોકામક્સમાં પ્લાઝ્માના ચુંબકીય બંધન માટે સમસ્યા ઊભી કરે છે પરંતુ પ્લાઝ્માને સંકુચિત કરવામાં મદદ કરવા માટે કેટલાક ઉપકરણોમાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ડુંગીએ ઉચ્ચ-અક્ષાંશ મેગ્નેટોમીટરનો ઉપયોગ કરીને શોધાયેલ ધ્રુવીય આયનોસ્ફિયરમાં પ્રવાહોની જાણીતી પ્રણાલીની ઉત્પત્તિને ધ્યાનમાં લીધી. તેમના પીએચડી સુપરવાઇઝર ફ્રેડ હોયલે સિડની, ઓસ્ટ્રેલિયામાં રોન જીઓવાનેલીના ડી. એસ. સી. થીસીસની તપાસ કર્યા પછી તેમને આ કાર્ય તરફ દોરવામાં આવ્યા હતા-એક થીસીસ જેમાં વર્તમાન શીટ્સ પર વિરુદ્ધ-નિર્દેશિત ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો નાશ કરીને સૌર જ્વાળાઓને શક્તિ આપવા માટે કામ કરતા ચુંબકીય નલ્સનો ખ્યાલ છે. હોયેલને આશ્ચર્ય થયું કે શું આવી કોઈ પદ્ધતિ પૃથ્વીના ઓરોરાને શક્તિ આપી શકે છે. ડુંગીની નવીનતાઓ વર્તમાન શીટમાં ચુંબકીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રને પ્રતિબંધિત કરવા અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના ટોપોલોજી ફેરફારોની આગાહી કરવા માટે હતીઃ આનાથી સક્રિય કણો અને ફરીથી જોડાયેલા ચુંબકીય પ્રવાહને વર્તમાન શીટ સાથે છટકી જવાની મંજૂરી મળી પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયા અને પુનઃ જોડાણની સ્વીકૃતિ ડુંગીને શરૂઆતમાં તેમનું કાર્ય પ્રકાશિત કરવામાં મુશ્કેલી પડી હતી. તે સમયે બ્રિટિશ અવકાશ ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધન માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ જર્નલ રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીની માસિક સૂચનાઓ હતી પરંતુ ત્યાં તેમની રજૂઆતને નકારી કાઢવામાં આવી હતી. સિડની ચેપમેનની સલાહ પર તેમણે આ કૃતિ ફિલોસોફિકલ મેગેઝિનને સુપરત કરી, જ્યાં આખરે તેને સ્વીકારવામાં આવી. તંત્રમાં તકનીકી સમસ્યાઓ હતી જેને દૂર કરવાની જરૂર હતી. ઉદાહરણ તરીકે, પાર્કર અને સ્વીટનો પ્રારંભિક સિદ્ધાંત, ચુંબકીય પુનઃ જોડાણ આપતો હોવા છતાં, પૂરતો ઝડપી નથી અને પૂરતો વોલ્ટેજ આપી શક્યો નથી (જે, ફેરાડેના નિયમ અનુસાર, ફ્લક્સ ચુંબકીય સ્થાનાંતરણ દર બરાબર છે). એરોડાયનેમિકિસ્ટ હેરી પેટશેક દ્વારા આનું સમાધાન કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે પુનઃ જોડાણ સ્થળ પર પ્રવાહ પર ઊભા આઘાત મોરચાને ઉમેર્યા હતાઃ આની સંખ્યાબંધ અસરો હોય છે પરંતુ વર્તમાન શીટ સાથે ફરીથી જોડાયેલા પ્રવાહ અને પ્લાઝમાને વધુ ઝડપથી બહાર કાઢવા માટે નિર્ણાયક રીતે પ્રવાહ ક્ષેત્રને ખોલે છે, જે પાર્કર-સ્વીટ પુનઃ જોડાણની મર્યાદા છે અને ચુંબકીય વિનાશના ચોકીંગ-ઑફનું કારણ છે. હવે તે ઓળખવામાં આવે છે કે આ જ ભૂમિકા આલ્ફવેન તરંગો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. આ માન્ય સમસ્યા ઉપરાંત, જેને દૂર કરવાની જરૂર હતી, ઘણી બધી બનાવટી સમસ્યાઓ ઉભી કરવામાં આવી હતીઃ ઉદાહરણ તરીકે, "લેન્ઝના નિયમ" નો અયોગ્ય ઉપયોગ (એક સમસ્યા જે ડંગે તેમના પીએચડી કાર્યમાં જાણતી હતી અને હલ કરી હતી) અને ગતિશીલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના ખ્યાલ સામે બિનજરૂરી દાર્શનિક વાંધાઓ. ડુંગેના 1961 ના પેપરમાં "ઓપન મેગ્નેટોસ્ફિયર મોડેલ" તરીકે ઓળખાતું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું અને અવકાશયાન દ્વારા ઇન-સીટૂ માપનના આગમનના થોડા સમય પહેલા જ. જેમ જેમ વધુ અવકાશ માહિતી પ્રાપ્ત થઈ, તેમ તેમ મેગ્નેટોસ્ફેરિક અને આયનોસ્ફેરિક માળખા અને વર્તનની વિશેષતાઓની સૂચિ લાંબી થઈ જે તેમના વિચાર દ્વારા અનન્ય રીતે સમજાવવામાં આવી હતી. તેમ છતાં, વ્યંગાત્મક રીતે, સૌર ભૌતિકશાસ્ત્ર, એસ્ટ્રોફિઝિક્સ અને પ્રયોગશાળા પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્ર (ફ્યુઝન સંશોધન સહિત) જેવા મેગ્નેટોસ્ફેરિક ભૌતિકશાસ્ત્રથી દૂરના ક્ષેત્રોમાં આ ખ્યાલની સ્વીકૃતિ વધુ સાર્વત્રિક હતી. ખાસ કરીને, નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા હેન્સ આલ્ફવેન એક કંઠ્ય, કઠોર અને પ્રભાવશાળી વિવેચક હતા, જેમણે મોટા પાયે પ્લાઝમા (જેને "આલ્ફવેન્સ થીયરમ" અથવા "આદર્શ એમ. એચ. ડી". પણ કહેવાય છે) માટે ફ્રોઝન-ઇન મેગ્નેટિક ફ્લક્સની પોતાની (અને હવે લગભગ સાર્વત્રિક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી) વિભાવના સાથે પુનઃ જોડાણને નકારી કાઢ્યું હતું, જે મેગ્નેટહાઇડ્રોડાયનેમિક્સ (એમ. એચ. ડી.) ની રચનાનો ભાગ હતો, જેના માટે તેમણે 1970 માં નોબેલ પુરસ્કાર મેળવ્યો હતો. પુનઃજોડાણ એ આદર્શ એમ. એચ. ડી. નું ભંગાણ છે જે પાતળા પ્રવાહ શીટ્સમાં થાય છે અને આદર્શ એમ. એચ. ડી. સામેના સૌથી મોટા વાંધાઓમાંથી એકનું સમાધાન ક્ષેત્રની રેખાઓને ગૂંચવવાથી પૂરું પાડે છે જે અન્યથા પ્લાઝ્મા વેગના શીર્સ અને વોર્ટિસ દ્વારા વધુ ગૂંચવણમાં મુકાય છે જો તે વિના ફ્રોઝન-ઇન લાગુ કરવામાં આવે. આજે, પુનઃ જોડાણ એક મુખ્ય પદ્ધતિ તરીકે સારી રીતે સ્થાપિત છે જે સૌર પવનથી ચુંબકમંડળમાં દળ, ઊર્જા અને વેગના સ્થાનાંતરણને સમજાવવામાં મહત્વપૂર્ણ છે, જેનાથી પાર્થિવ અવકાશ હવામાન અને ભૂ-ચુંબકીય વિક્ષેપ પેદા થાય છે. પુનઃ જોડાણને કારણે મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં પ્લાઝ્માના પરિભ્રમણને "સંવહન" કહેવામાં આવે છે અને તેને ઘણીવાર ડુંગી ચક્ર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ડુંગેએ આને સમગ્ર મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રોના મેપિંગ સાથે સ્થિર પરિભ્રમણ તરીકે કલ્પના કરી હતી (સ્થિર સ્થિતિ માટે ફેરાડેના નિયમ દ્વારા આગાહી કરવામાં આવી છે); જો કે, દિવસના મેગ્નેટોપોઝ અને રાત્રિના પૂંછડીના કરંટ શીટમાં પુનઃ જોડાણ વોલ્ટેજમાં અસંતુલનને પાછળથી ઓરોરલ સબસ્ટૉર્મ ચક્રની ઘટનાના સ્ત્રોત તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું હતું. આ બિન-સ્થિર પરિસ્થિતિઓ માટે આયનોસ્ફિયર અને મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં સંવહન પરિભ્રમણને "વિસ્તરતું સંકોચાયેલું ધ્રુવીય આવરણ" (ઇસીપીસી) મોડેલ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે અને ડંગે ચક્રને પ્લાઝ્મા (અને સ્થિર ક્ષેત્ર) ગતિની દ્રષ્ટિએ સમજવામાં આવે છે જે મેગ્નેટોસ્ફિયર-આયનોસ્ફિયર પ્રણાલીને દિવસની બાજુ અને/અથવા પૂંછડીના પુનઃ જોડાણથી વિક્ષેપિત થયા પછી સંતુલન તરફ પરત કરે છે. 1994માં યુરોપિયન જિયોફિઝિકલ સોસાયટી (હવે યુરોપિયન જિયોસાયન્સ યુનિયન) ના માનદ સભ્યપદના પુરસ્કાર માટેના પ્રશસ્તિપત્રમાં એક વૈજ્ઞાનિક તરીકે અને પછીની પેઢીઓને તાલીમ આપવા માટે ડુંગેના કાર્યના મહત્વ અને વ્યાપ પર ભાર મૂકવામાં આવ્યો હતો. પૃથ્વીના મેગ્નેટોસ્ફિયરની ઘણી બધી લાક્ષણિકતાઓ સૌપ્રથમ ડંગે દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી અને તેમણે ચુંબકીય પુનઃ જોડાણની દરખાસ્ત કર્યા પછી તેની તપાસ કરી હતી. તેઓ ભૂચુંબકીય પૂંછડીની લંબાઈની ગણતરી કરનારા પ્રથમ વ્યક્તિ હતા અને તેમનું મૂલ્ય અવકાશના તે પ્રદેશની મુલાકાત લેનારા પ્રથમ અવકાશયાન મિશન દ્વારા મળેલા મૂલ્ય સાથે સારી રીતે સંમત હતું. જ્યારે આંતરગ્રહીય ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્તર તરફ નિર્દેશ કરે છે ત્યારે તેમણે "લોબ પુનઃ જોડાણ" ની આગાહી કરી હતી, જે પૃથ્વીની નીચી ભ્રમણકક્ષાના અવકાશયાન દ્વારા (ઉદાહરણ તરીકે અવકાશ વાવાઝોડાની ઘટના દરમિયાન) અને દિવસના ઓરોરલ સ્વરૂપોના અવલોકનોમાં જોવામાં આવે છે. લોબ પુનઃ જોડાણ એ મહત્વપૂર્ણ સૂચિતાર્થ ધરાવે છે કે મેગ્નેટોસ્ફિયર ભાગ્યે જ, જો ક્યારેય હોય તો, એક સંતુલન પ્રણાલી છે. ડુંગેએ સૌપ્રથમ એવું સૂચન કર્યું હતું કે બાહ્ય મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં MHD તરંગો પૃથ્વીની સપાટી પર જોવા મળતા દોલનના સ્ત્રોત છે અને આ સતત ધબકારા એક પ્રતિધ્વનિત પ્રક્રિયા છે અને ખાસ કરીને તેમણે આ સંદર્ભમાં મેગ્નેટોસ્ફિયરની સીમાઓ પર કેલ્વિન-હેલ્મહોલ્ટ્ઝ તરંગોની ભૂમિકાને માન્યતા આપી હતી અને (ડેવિડ સાઉથવુડ સાથે) આ ઘટનાઓએ મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓ અને નિદાન આપ્યું હતું. તેઓ મેગ્નેટોસ્ફિયર-આયનોસ્ફિયર જોડાણના મહત્વને ઓળખનારા પ્રથમ વ્યક્તિ હતા અને તેમના વિદ્યાર્થી સ્ટીફન નાઈટ સાથે ક્ષેત્ર-સંરેખિત સંભવિત ટીપાં પેદા કરવા પર કામ કર્યું હતું. તેમણે કિરણોત્સર્ગ પટ્ટામાં કણ પ્રસરણ અને (સ્ટેન કાઉલી અને ટેડ સ્પીઝર સાથે) વર્તમાન શીટ્સમાં તરંગો અને કણોની દરખાસ્ત કરી હતી. ડુંગેએ સૌપ્રથમ એવું પણ સ્વીકાર્યું હતું કે વ્હિસ્લર-મોડ તરંગો અને વેન એલન કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાના ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે જાઇરો-પ્રતિધ્વનિ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ આયનોસ્ફિયરમાં પછીના અવક્ષેપ માટે નોંધપાત્ર છે, જે એક એવી પદ્ધતિ છે જે કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાના આધુનિક અભ્યાસ માટે મૂળભૂત છે. ડુંગેએ ડેવિડ સાઉથવુડ, સ્ટેન કાઉલી, જેફ હ્યુજીસ, ડોન ફેરફિલ્ડ અને મહા અશોર-અબ્દાલા જેવા અવકાશ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓની શ્રેણીનું પણ નિરીક્ષણ કર્યું હતું, જેમણે આ ક્ષેત્રમાં યોગદાન આપ્યું હતું. તેઓ યુરોપિયન ઇન્કોહરન્ટ સ્કેટર (EISCAT) રડાર અને યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સીના ક્લસ્ટર મલ્ટી-સ્પેસક્રાફ્ટ મિશન જેવા વૈજ્ઞાનિકોની આગામી પેઢી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા સૂચિત મિશન અને સુવિધાઓના સમર્થક પણ હતા. ડુંગેએ ક્લસ્ટર માટે પ્રથમ દરખાસ્ત લખી હતી, તેને ટોપ્સ, "ટેટ્રાહેડ્રલ વેધશાળા પ્રોબ સિસ્ટમ" તરીકે ઓળખાવી હતી. તે 1966 માં હતું, એરિયન 5 ની કમનસીબ એરિયન ફ્લાઇટ V88 પર ક્લસ્ટર લોન્ચ કરવાના પ્રથમ પ્રયાસના 30 વર્ષ પહેલાં અને અવકાશયાન મિશન સફળતાપૂર્વક શરૂ થયાના 34 વર્ષ પહેલાં. પુરસ્કારો અને સન્માન 1982 રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટી તરફથી ચેપમેન મેડલ 1990 રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીનું ગોલ્ડ મેડલ 1991 અમેરિકન જિયોફિઝિકલ યુનિયન તરફથી ફ્લેમિંગ મેડલ 1994 યુરોપિયન જિયોફિઝિકલ સોસાયટી (હવે યુરોપિયન જિયોસાયન્સ યુનિયન) ના માનદ સભ્ય. રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટી દ્વારા તેમના સન્માનમાં દર વર્ષે જેમ્સ ડંગે વ્યાખ્યાન આપવામાં આવે છે. સંદર્ભો 1923 જન્મ 2015 મૃત્યુ બ્રિટિશ અવકાશ વૈજ્ઞાનિકો અંગ્રેજી પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ રોયલ એસ્ટ્રોનોમિકલ સોસાયટીના સુવર્ણ ચંદ્રકના પ્રાપ્તકર્તાઓ મેગડેલીન કોલેજના ભૂતપૂર્વ વિદ્યાર્થીઓ, કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી ઓફ સિડનીના શૈક્ષણિક સ્ટાફ ન્યૂકેસલ યુનિવર્સિટીના એકેડેમિક્સ ઓફ ઇમ્પિરિયલ કોલેજ લંડનના લોકો સ્ટેમ્ફોર્ડ, લિંકનશાયરના લોકો