Scienziati irlandesi e francesi hanno annunciato oggi una nuova importante scoperta su come si comporta la materia nelle condizioni estreme dell'atmosfera solare.

Gli scienziati hanno utilizzato grandi radiotelescopi e fotocamere ultraviolette su un veicolo spaziale della NASA per comprendere meglio il "quarto stato della materia" esotico ma poco compreso. Conosciuto come plasma, questa questione potrebbe essere la chiave per uno sviluppo sicuro, generatori di energia nucleare puliti ed efficienti sulla Terra. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla principale rivista internazionale Comunicazioni sulla natura .

La maggior parte della materia che incontriamo nella nostra vita quotidiana si presenta sotto forma di solidi, liquido o gas, ma la maggior parte dell'Universo è composta da plasma, un fluido altamente instabile e caricato elettricamente. Anche il Sole è costituito da questo plasma.

Nonostante sia la forma più comune di materia nell'Universo, il plasma rimane un mistero, principalmente a causa della sua scarsità in condizioni naturali sulla Terra, che rende difficile lo studio. Speciali laboratori sulla Terra ricreano a questo scopo le condizioni estreme dello spazio, ma il Sole rappresenta un laboratorio completamente naturale per studiare come si comporta il plasma in condizioni che sono spesso troppo estreme per i laboratori basati sulla Terra costruiti manualmente.

Ricercatore post-dottorato presso il Trinity College di Dublino e il Dublin Institute of Advanced Studies (DIAS), Dottor Eoin Carley, guidato la collaborazione internazionale. Ha detto:"L'atmosfera solare è un focolaio di attività estreme, con temperature del plasma superiori a 1 milione di gradi Celsius e particelle che viaggiano vicino alla velocità della luce. Le particelle alla velocità della luce brillano luminose alle lunghezze d'onda radio, quindi siamo in grado di monitorare esattamente come si comportano i plasmi con grandi radiotelescopi".

"Abbiamo lavorato a stretto contatto con gli scienziati dell'Osservatorio di Parigi ed eseguito osservazioni del Sole con un grande radiotelescopio situato a Nançay, nella Francia centrale. Abbiamo combinato le osservazioni radio con le telecamere ultraviolette sulla navicella spaziale Solar Dynamics Observatory della NASA per mostrare che il plasma su il sole può spesso emettere luce radio che pulsa come un faro. Conosciamo questa attività da decenni, ma il nostro uso dello spazio e delle apparecchiature terrestri ci ha permesso di visualizzare per la prima volta gli impulsi radio e vedere esattamente come i plasmi diventano instabili nell'atmosfera solare".

Lo studio del comportamento dei plasmi sul Sole consente un confronto di come si comportano sulla Terra, dove sono in corso molti sforzi per costruire reattori a fusione a confinamento magnetico. Questi sono generatori di energia nucleare che sono molto più sicuri, più pulito ed efficiente dei loro cugini reattori a fissione che attualmente usiamo per l'energia oggi.

Professore al DIAS e collaboratore del progetto, Pietro Gallagher, ha detto:"La fusione nucleare è un diverso tipo di generazione di energia nucleare che fonde insieme gli atomi di plasma, invece di romperli come fa la fissione. La fusione è più stabile e più sicura, e non richiede combustibile altamente radioattivo; infatti, gran parte del materiale di scarto della fusione è elio inerte".

"L'unico problema è che i plasmi di fusione nucleare sono altamente instabili. Non appena il plasma inizia a generare energia, qualche processo naturale spegne la reazione. Sebbene questo comportamento di spegnimento sia come un interruttore di sicurezza intrinseco (i reattori a fusione non possono formare reazioni fuori controllo), significa anche che il plasma è difficile da mantenere in uno stato stabile per la generazione di energia. Studiando come i plasmi diventano instabili sul Sole, possiamo imparare a controllarli sulla Terra".

Il successo di questa ricerca è stato reso possibile dagli stretti legami tra i ricercatori del Trinity, DIAS, e i loro collaboratori francesi.

Dott.ssa Nicole Vilmer, collaboratore principale del progetto a Parigi, ha dichiarato:"L'Osservatorio di Parigi ha una lunga storia di osservazioni radiofoniche del Sole, risalente agli anni '50. Collaborando con altri gruppi di radioastronomia in tutta Europa, siamo in grado di fare scoperte rivoluzionarie come questa e continuare il successo che abbiamo nella radioastronomia solare in Francia. Rafforza inoltre ulteriormente la collaborazione scientifica tra Francia e Irlanda, che spero continui in futuro".

Il Dr. Carley ha precedentemente lavorato presso l'Osservatorio di Parigi, finanziato da una borsa di studio assegnata dall'Irish Research Council e dalla Commissione europea. Oggi continua a lavorare a stretto contatto con i suoi colleghi francesi, e spera di studiare presto gli stessi fenomeni utilizzando sia strumenti francesi che di nuova costruzione, attrezzature all'avanguardia in Irlanda.

La dottoressa Carley ha aggiunto:"La collaborazione con scienziati francesi è in corso e stiamo già facendo progressi con i radiotelescopi di nuova costruzione in Irlanda, come l'Irish Low Frequency Array (I-LOFAR). I-LOFAR può essere utilizzato per scoprire la nuova fisica del plasma sul Sole in modo molto più dettagliato rispetto a prima, insegnandoci come si comporta la materia in entrambi i plasmi del Sole, qui sulla Terra e in tutto l'Universo in generale."