Il tokamak è una camera sperimentale che contiene un gas di particelle cariche di energia, plasma, per lo sviluppo della produzione di energia dalla fusione nucleare. La maggior parte dei grandi tokamak creano il plasma con solenoidi, grandi bobine magnetiche che si snodano al centro dei vasi e iniettano la corrente che avvia il plasma e completa il campo magnetico che mantiene in posizione il gas surriscaldato. Ma i futuri tokamak dovranno fare a meno dei solenoidi, che funzionano a impulsi brevi piuttosto che per settimane o mesi alla volta come dovranno fare le centrali elettriche a fusione commerciali.

Recenti simulazioni al computer hanno suggerito un nuovo metodo per lanciare il plasma senza utilizzare solenoidi. La modellazione di simulazione mostra la formazione di distinti, strutture magnetiche che trasportano corrente chiamate plasmoidi che possono avviare il plasma e completare il complesso campo magnetico.

Tutto inizia con linee di campo magnetico, o loop, che salgono attraverso un'apertura nel pavimento del tokamak. Poiché le linee di campo sono forzate elettricamente ad espandersi nella nave, uno strato sottile, o foglio, di corrente elettrica può formarsi. Attraverso un processo chiamato riconnessione magnetica, il foglio può rompersi e formare una serie di plasmoidi a forma di anello che sono l'equivalente magnetico degli anelli di bolle creati dai delfini.

I plasmoidi previsti dal calcolo sono stati confermati con immagini di fotocamere veloci all'interno del National Spherical Torus Experiment (NSTX), il principale impianto di fusione presso il Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti; la struttura da allora è stata aggiornata. I plasmoidi si fondono per formare un grande anello che trasporta fino a 400, 000 ampere di corrente, creando una fase di avvio del plasma all'interno del tokamak.

Questa modellazione avanzata dei plasmoidi ha portato anche a un'altra importante scoperta:le condizioni in cui è possibile ottenere un grande volume di chiusura della linea di campo e la massima corrente di avvio mediante l'aggiornamento del National Spherical Torus Experiment (NSTX-U).

Strutture simili a plasmoidi si osservano anche in natura come durante eventi solari eruttivi. La formazione globale di plasmoidi osservata nel tokamak getta nuova luce sul processo di riconnessione magnetica e sul meccanismo di innesco dei brillamenti solari. Questi risultati rivelano anche che la stessa riconnessione mediata da plasmoidi che si verifica nello spazio ha un ruolo di primo piano da svolgere nella chiusura delle linee del campo magnetico e nell'avvio del plasma in NSTX-U.