(a sinistra) Non c'è o c'è poca turbolenza a causa del gradiente di temperatura quasi zero all'interno dell'isola magnetica a forma di mezzaluna. (a destra) La turbolenza si propaga all'interno dell'isola magnetica più velocemente dell'impulso di calore. Credito:Dr. Katsumi Ida
Nel tentativo di ottenere l'energia di fusione, la ricerca sul confinamento del campo magnetico del plasma ad alta temperatura viene condotta in tutto il mondo. In un plasma ad alta temperatura, c'è un gradiente di temperatura. Quando il gradiente di temperatura diventa ripido, si genera turbolenza. Poiché le regioni ad alta temperatura e le aree a bassa temperatura sono mescolate a causa della turbolenza, la temperatura interna non può essere aumentata in modo efficace. Così, la ricerca sulla generazione e la soppressione della turbolenza viene condotta in tutto il mondo su dispositivi sperimentali di plasma confinato magneticamente (tokamak e dispositivi elicoidali). È stato molto difficile distinguere dove e come la turbolenza si propaga in un plasma. I ricercatori hanno previsto che la turbolenza si espande in altre regioni, un fenomeno chiamato "propagazione della turbolenza, " ma questo non è stato osservato sperimentalmente.
Il gruppo di ricerca del professor Katsumi Ida e del professor Tatsuya Kobayashi del National Institutes of Natural Sciences (NINS) National Institute for Fusion Science (NIFS) e i collaboratori degli Stati Uniti hanno condotto una ricerca sulla propagazione della turbolenza nel tokamak Doublet III-D di General Atomics, negli Stati Uniti. Hanno usato il cosiddetto "metodo di modulazione dell'impulso di calore" nel Large Helical Device (LHD) al NIFS per misurare la turbolenza in una regione speciale chiamata "isola magnetica, " dove teoricamente la turbolenza non dovrebbe essere generata perché non c'è gradiente di temperatura. Hanno scoperto che la turbolenza esiste nell'isola magnetica, e si propaga più velocemente verso il centro dell'isola magnetica, che è chiamato il punto O, rispetto alla variazione di temperatura modulata. Così, i ricercatori hanno osservato per la prima volta la propagazione della turbolenza.
I risultati sono stati pubblicati in Lettere di revisione fisica . Nel futuro, i ricercatori continueranno a migliorare il plasma ad alte prestazioni accumulando ulteriori conoscenze sulla soppressione della turbolenza.
(in alto) Idea fino ad oggi:per sopprimere la turbolenza in una regione di plasma ad alta temperatura si pensava che la turbolenza dovesse essere soppressa in una vasta area. (in basso) Nuova idea:si pensava che la propagazione della turbolenza fosse necessaria per sopprimere. Credito:Dr. Katsumi Ida