Scienziati dell'Università della California, Los Angeles presenta una nuova ricerca su un curioso fenomeno cosmico noto come "fischiatori":pacchetti di onde radio a bassissima frequenza che corrono lungo le linee del campo magnetico. Questo studio, primo nel suo genere, che appare nel Fisica dei Plasmi , fornisce nuove intuizioni sulla natura dei whistler e dei plasmi spaziali, regioni di particelle energizzate intrappolate dai campi magnetici della Terra. Questi studi potrebbero un giorno aiutare nello sviluppo di tecnologie pratiche al plasma con campi magnetici, compresi i propulsori di veicoli spaziali che utilizzano particelle cariche come combustibile.

"Abbiamo scoperto nuovi effetti di queste cosiddette onde whistler, " ha detto Reiner Stenzel, un autore sulla carta. "Questi nuovi studi di laboratorio aiuteranno ad ampliare le nostre conoscenze su questo intrigante fenomeno elettromagnetico e suggeriranno nuove applicazioni e possibili invenzioni".

Le onde di Whistler sono state rilevate per la prima volta nei primi anni del 1900. Si è scoperto che provengono da fulmini che interagiscono con i campi magnetici della Terra. Mentre viaggiavano attraverso la ionosfera e la magnetosfera della Terra, i fischietti con toni bassi si propagano più lentamente rispetto ai fischietti a frequenza più alta. Di conseguenza, si usavano semplici ricevitori radio per ascoltare le onde radio, e il tono cadente risuonò come un fischio.

Stenzel e il suo coautore, Manuel Urruzia, studiato la crescita, propagazione e decadimento delle onde di whistler in campi magnetici non uniformi nel loro laboratorio. Hanno scoperto che queste onde si comportavano in modo diverso da quanto previsto da una teoria vecchia di 80 anni.

Questi studi di laboratorio hanno comportato la creazione di onde whistler con antenne magnetiche all'interno di una camera piena di plasma. I ricercatori hanno quindi studiato il comportamento e la propagazione di queste onde nello spazio 3D con una sonda mobile. Ciò ha permesso al team di studiare come queste onde si propagano attraverso lo spazio 3-D in funzione del tempo. Potrebbero anche studiare le onde in una varietà di condizioni, compreso il modo in cui si comportano quando esposti a linee di campo magnetico sia diritte che circolari e punti nulli magnetici, regioni in cui non c'era alcun campo.

"I nostri esperimenti di laboratorio rivelano proprietà delle onde tridimensionali in modi che semplicemente non possono essere ottenuti dalle osservazioni nello spazio, " ha detto Stenzel. "Questo ci ha permesso di studiare le onde continue, nonché la crescita e il decadimento delle onde con dettagli sorprendenti. Ciò ha prodotto scoperte inaspettate di riflessioni d'onda e di modalità di fischietto cilindrico."

Le onde di Whistler sono considerate una forma di onde helicon, o onde elettromagnetiche a bassa frequenza che viaggiano a forma di cavatappi, o a forma di elica, modello. Quando gli eliconi interagiscono con i plasmi, esercitano una pressione e una coppia sugli elettroni.

I ricercatori ritengono che una migliore comprensione di queste proprietà potrebbe un giorno portare alla progettazione di propulsori al plasma per veicoli spaziali. Questi propulsori utilizzano l'elettricità per spingere il plasma a velocità estremamente elevate, più veloce di un razzo chimico.