Le plasma de tablette obtient le vent de la turbulence solaire – ScienceDaily

Des dynamiques de champ magnétique turbulentes qui expliquent des phénomènes astrophysiques comme l'évolution des étoiles ne pourraient jusqu'à présent être obtenues que par des observations via des télescopes et des satellites. Maintenant, une équipe de scientifiques de l'Inde et du Portugal ont recréé une telle turbulence magnétique sur une tablette en laboratoire, en utilisant une impulsion laser ultraléger de haute intensité pour exciter un plasma chaud et dense sur une surface solide et a suivi l'évolution extrêmement rapide de l'aimant géant Champ généré par la dynamique du plasma. Cette étude novatrice sera publiée au Nature Communications le 30 juin.

La turbulence est partout – des tasses à thé aux tokomaks, des jets d'eau aux systèmes météorologiques, c'est quelque chose que nous voyons et expérimentons tous. Pourtant, même après des siècles d'études scientifiques sérieuses, les turbulences fluides ne sont toujours pas correctement comprises et restent «Intéressantes. Vexing, de longue date, non résolu». Bien qu'il soit difficile de définir simplement la turbulence, il présente de nombreuses caractéristiques reconnaissables, la plus courante étant les fluctuations de paramètres comme la vitesse et la pression, ce qui indique une aléatoire du flux. En passant, la turbulence n'est pas tout grave et destructrice comme vous pourriez le ressentir lors d'un vol en mauvais temps. Une bonne caractéristique est qu'il permet un mixage beaucoup plus rapide que possible uniquement avec une diffusion normale et lente. Par exemple, le sucre que vous avez ajouté dans votre tasse de thé ce matin aurait pris des heures et des jours pour disperser, mais pour votre remue-méninges qui a fait que votre thé devienne turbulent. Comme vous l'avez sûrement remarqué, vous avez remué le thé dans un grand cercle, mais le tourbillon s'est répandu à de plus petites et plus petites longueurs et éventuellement, le mélange s'est produit au niveau moléculaire. Le résultat final? Même la plus petite goutte de thé est aussi douce qu'un gros gulp! La turbulence contribue également à mélanger du carburant et de l'oxygène pour une combustion efficace dans les moteurs.

Une grande partie de notre univers n'est évidemment pas un fluide ordinaire, mais consiste en un gaz fortement ionisé connu sous le nom de plasma et ce plasma peut souvent être extrêmement chaud et tourbillonnant à des vitesses inimaginables. La turbulence dans un plasma est beaucoup plus complexe que celle des fluides hydrodynamiques neutres. Dans un environnement de plasma chargé, les électrons légers chargés négativement et les ions lourds positifs répondent à des échelles de longueur et de temps très différentes. Le mouvement de ces espèces chargées est régi par des forces électromagnétiques et le flux de courant à travers la dynamique des particules de charge conduit à la génération de champ magnétique. Par conséquent, l'aléatoire des champs magnétiques imite souvent la turbulence fluide dans les plasmas.

L'équipe de scientifiques menant cette nouvelle étude, à l'Institut Tata de Recherche Fondamentale, Mumbai, Institut de Recherche Plasma, Gandhinagar (en Inde) et à l'Institut Supérieur Tecnico de l'Université de Lisbonne, trouve que la turbulence en Le champ magnétique est initialement conduit par les électrons (à un trillion de seconde) et les ions entrent et reprennent à plus long terme. C'est la première fois qu'une «course relais» impliquant deux espèces différentes a été aperçue. En outre, ces observations de laboratoire ont une étrange ressemblance avec les données satellitaires sur les spectres de champs magnétiques mesurés pour les plasmas turbulents astrophysiques dans le vent solaire, la photosphère solaire et la magnétoshéine terrestre. Bien que dans l'expérience laser, les électrons dans le plasma se dynamisent initialement, la réponse dominante aux ions qui se déclenche plus tard montre des caractéristiques spectrales similaires à celles des systèmes astro. Ces expériences établissent ainsi des connexions claires entre les deux scénarios, même si le conducteur de la turbulence dans le plasma de laboratoire est très différent de celui du système astrophysique.

Maintenant que nous avons un vent de turbulence solaire sur un dessus de table, pouvons-nous utiliser des expériences de laboratoire pour transformer les tables sur le problème insoluble de la turbulence? Eh bien, cela peut encore être loin, mais il est une perspective fascinante que des mesures fiables dans le laboratoire puissent nous améliorer et mieux en regardant des scénarios stellaires turbulents.

Et cela devrait déclencher des étoiles à nos yeux!

Source de l'histoire:

Matériel fourni par Institut Tata de recherche fondamentale . Remarque: Le contenu peut être édité pour le style et la longueur.

Lire la suite (en anglais)

N'oubliez pas de voter pour cet article !
1 étoile2 étoiles3 étoiles4 étoiles5 étoiles (Pas encore de votes)
Loading...

Vous aimerez aussi...

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Aller à la barre d’outils