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    I fisici creano stabili, getto di plasma fortemente magnetizzato in laboratorio

    Il fisico PPPL Lan Gao Credito:Elle Starkman

    Quando scruti il ​​cielo notturno, molto di quello che vedi è plasma, un amalgama denso di particelle atomiche ultra-calde. Studiare il plasma nelle stelle e varie forme nello spazio richiede un telescopio, ma gli scienziati possono ricrearlo in laboratorio per esaminarlo più da vicino.

    Ora, un team di scienziati guidati dai fisici Lan Gao del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) e da Edison Liang della Rice University, ha creato per la prima volta una particolare forma di getto di plasma coerente e magnetizzato che potrebbe approfondire la comprensione del funzionamento di getti molto più grandi che fluiscono da stelle appena nate e forse da buchi neri, oggetti stellari così massicci da intrappolare la luce e deformare sia lo spazio che tempo.

    "Ora stiamo creando stabili, supersonico, e getti di plasma fortemente magnetizzati in un laboratorio che potrebbe permetterci di studiare oggetti astrofisici lontani anni luce, " ha detto l'astrofisico Liang, coautore del paper che riporta i risultati nel Lettere per riviste astrofisiche .

    Il team ha creato i getti utilizzando l'OMEGA Laser Facility presso il Laboratory for Laser Energetics (LLE) dell'Università di Rochester. I ricercatori hanno puntato 20 dei singoli raggi laser di OMEGA in un'area a forma di anello su un bersaglio di plastica. Ogni laser creava un minuscolo soffio di plasma; mentre i soffi si allargavano, esercitano una pressione sulla regione interna dell'anello. Quella pressione ha poi spremuto un getto di plasma che raggiungeva oltre quattro millimetri di lunghezza e ha creato un campo magnetico che aveva una forza di oltre 100 tesla.

    "Questo è il primo passo nello studio dei getti di plasma in un laboratorio, " disse Gao, chi fu l'autore principale dell'articolo. "Sono entusiasta perché non abbiamo solo creato un jet. Abbiamo anche utilizzato con successo la diagnostica avanzata su OMEGA per confermare la formazione del jet e caratterizzarne le proprietà".

    Gli strumenti diagnostici, sviluppato con i team di LLE e del Massachusetts Institute of Technology (MIT), misurato la densità del getto, temperatura, lunghezza, quanto bene è rimasto insieme mentre cresceva nello spazio, e la forma del campo magnetico intorno ad esso. Le misurazioni aiutano gli scienziati a determinare come i fenomeni di laboratorio si confrontano con i getti nello spazio. Forniscono anche una linea di base con cui gli scienziati possono armeggiare per osservare come si comporta il plasma in condizioni diverse.

    "Questa è una ricerca rivoluzionaria perché nessun altro team ha lanciato con successo un supersonico, getto a fascio stretto che trasporta un campo magnetico così forte, estendendosi a distanze significative, " ha detto Liang. "Questa è la prima volta che gli scienziati hanno dimostrato che il campo magnetico non si limita a avvolgere il getto, ma si estende anche parallelamente all'asse del getto, " Egli ha detto.

    I ricercatori sperano di espandere la loro ricerca con strutture laser più grandi e indagare su altri tipi di fenomeni. "Il prossimo passo consiste nel vedere se un campo magnetico esterno potrebbe rendere il getto più lungo e più collimato, " disse Gao.

    "Vorremmo anche replicare l'esperimento utilizzando la National Ignition Facility presso il Lawrence Livermore National Laboratory, che ha 192 raggi laser, metà dei quali potrebbe essere utilizzata per creare il nostro anello al plasma. Avrebbe un raggio maggiore e quindi produrrebbe un getto più lungo di quello prodotto utilizzando OMEGA. Questo processo ci aiuterebbe a capire in quali condizioni il getto di plasma è più forte".

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