La correzione di errori matematici vecchi di 50 anni per comprendere come le onde elettromagnetiche diffondono gli elettroni intrappolati nei campi magnetici della Terra porterà a una migliore protezione della tecnologia nello spazio.
"La scoperta di questi errori aiuterà gli scienziati a migliorare i loro modelli di cinture di radiazioni artificiali prodotte da esplosioni nucleari ad alta quota e di come un evento del genere avrebbe un impatto sulla nostra tecnologia spaziale", ha affermato Greg Cunningham, scienziato spaziale del Los Alamos National Laboratory. "Questo ci consente di fare previsioni migliori su quale potrebbe essere la minaccia e sull'efficacia delle strategie di bonifica della cintura di radiazioni."
I modelli eliofisici sono strumenti importanti utilizzati dai ricercatori per comprendere i fenomeni attorno alla Terra, ad esempio il modo in cui gli elettroni possono rimanere intrappolati nell'ambiente spaziale vicino alla Terra e danneggiare l'elettronica delle risorse spaziali, o il modo in cui il campo magnetico terrestre ci protegge sia dai raggi cosmici che dalle particelle nella luce solare. vento.
Cunningham è particolarmente interessato allo studio delle cinture di radiazioni di Van Allen perché forniscono un analogo naturale alle cinture di radiazioni artificiali che potrebbero formarsi dopo un'esplosione nucleare ad alta quota.
"In una cintura di radiazioni artificiale, gli elettroni prodotti da un'esplosione nucleare possono rimanere intrappolati nel campo magnetico terrestre allo stesso modo delle cinture di radiazioni naturali", ha detto Cunningham. "Quando questi elettroni rimangono intrappolati nella fascia di radiazione interna per molti anni, potrebbero distruggere i satelliti esistenti e rendere impossibile il dispiegamento di nuovi."
I ricercatori della comunità eliofisica utilizzano da tempo la teoria quasilineare, che spiega la turbolenza del plasma, per comprendere la diffusione delle particelle. I modelli di simulazione basati sulla teoria svolgono un ruolo importante nella comprensione di come proteggere la tecnologia spaziale.
Ma attraverso la sua ricerca, Cunningham ha provato a recuperare documenti basati sulla teoria quasilineare e ha scoperto errori nell'equazione di lunga data utilizzata nella comunità della fisica spaziale.
"In alcuni tipi di modelli, questo errore può davvero avere un impatto sulla risposta che ottieni; puoi ottenere differenze di ordini di grandezza nei tassi di dispersione", ha detto Cunningham. "Ora, i ricercatori che hanno scritto articoli negli ultimi 20 o 30 anni possono tornare indietro, dare un'occhiata e vedere se ciò influisce o meno sul loro lavoro."
"L'errore è rimasto nascosto per così tanto tempo semplicemente perché la comunità di ricerca non pensava che gli autori originali, che sono ricercatori molto citati nel settore, avrebbero potuto commettere questo errore", ha aggiunto.
L'articolo di Cunningham che descrive dettagliatamente gli errori è stato recentemente pubblicato nel Journal of Geophysical Research:Space Physics .
Ulteriori informazioni: Gregory S. Cunningham, Risoluzione di alcuni problemi nell'applicazione della teoria quasilineare al calcolo dei coefficienti di diffusione in eliofisica, Journal of Geophysical Research:Space Physics (2023). DOI:10.1029/2023JA031703
Fornito dal Los Alamos National Laboratory
