Alla ricerca di abbondante energia pulita, gli scienziati di tutto il mondo guardano all'energia da fusione, dove gli isotopi dell'idrogeno si combinano per formare una particella più grande, elio, e rilasciare grandi quantità di energia nel processo. Affinché le centrali a fusione siano efficaci, però, gli scienziati devono trovare un modo per innescare la transizione del confinamento da basso ad alto, o "transizione L-H" in breve. Dopo una transizione L-H, la temperatura e la densità del plasma aumentano, producendo più potenza.

Gli scienziati osservano che la transizione L-H è sempre associata a flussi zonali di plasma. Teoricamente, i flussi zonali in un plasma sono costituiti sia da un flusso stazionario con una frequenza prossima allo zero sia da uno che oscilla a una frequenza più alta chiamata modo acustico geodetico (GAM), che è un'onda sonora globale del plasma. Per la prima volta, i ricercatori della Hefei University of Technology hanno rilevato GAM in due punti diversi contemporaneamente all'interno del reattore. Questo nuovo apparato sperimentale sarà un utile strumento diagnostico per studiare la fisica dei flussi zonali, e il loro ruolo nella transizione L-H. I ricercatori riportano questi risultati in un nuovo articolo pubblicato su Fisica dei Plasmi .

I flussi zonali si verificano ovunque ci sia turbolenza, come all'interno di un dispositivo di fusione o nell'atmosfera di un pianeta. "I flussi zonali più famosi in natura possono essere le famose cinture e zone gioviane, che fanno sembrare Giove un colorato, torta a più strati, "ha detto Ahdi Liu, un autore sulla carta. Nei plasmi di fusione, i flussi zonali sono cruciali per regolare la turbolenza e il trasporto delle particelle all'interno del reattore. "Con il graduale miglioramento della tecnologia diagnostica, i flussi zonali nel plasma di fusione sono diventati un punto caldo della ricerca negli ultimi due decenni, " ha detto Liù.

In questi esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato lo Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), un reattore di energia a fusione magnetica a Hefei, Cina. Hanno installato due riflettometri Doppler su lati diversi di EAST, in grado di rilevare le fluttuazioni della turbolenza e della densità del plasma con elevata precisione. Il GAM rilevato aveva un passo di F, cinque ottave sopra il do centrale.

In precedenza, ricercatori dell'ASDEX-U, il dispositivo di ricerca sulla fusione presso il Max Plank Institute of Plasma Physics, utilizzato un sistema simile per rilevare GAM, ma hanno misurato il plasma in una singola posizione, che rende la configurazione soggetta a interferenze. "Questo svantaggio è la motivazione principale per l'utilizzo di due serie di riflettometri Doppler, " ha detto Liu. "Potremmo 'purificare' le informazioni GAM confrontando le misurazioni delle due posizioni".

Le misurazioni effettuate nei due punti non concordavano del tutto, mostrando che ogni riflettometro ha anche raccolto informazioni da flussi non zonali. "È assolutamente necessario estrarre informazioni accurate sui flussi zonali dalla misurazione multipunto, " disse Liu. Usando entrambe le misurazioni, potrebbero mostrare chiaramente che GAM ha interagito con la turbolenza ambientale. Andando avanti, i ricercatori studieranno ulteriormente il ruolo dei flussi zonali nella turbolenza e nel trasporto turbolento all'interno dell'EAST.