I movimenti dei plasmi possono essere notoriamente difficili da modellare, ma possono essere meglio compresi analizzando cosa succede quando i protoni vengono dispersi dagli atomi di idrogeno. In se stesso, questa proprietà è caratterizzata dalla dimensione di una particolare area che circonda l'atomo, noto come la sua "sezione trasversale". In una nuova ricerca pubblicata in EPJ D , Anthony Leung e Tom Kirchner della York University in Canada hanno utilizzato nuove tecniche per calcolare le sezioni trasversali degli atomi che sono stati eccitati a livelli di energia più elevati. Hanno analizzato il comportamento su un'ampia gamma di energie di impatto.

Poiché un'enorme quantità di energia viene rilasciata quando ioni e nuclei atomici si combinano, gli sforzi del duo sono di particolare importanza nel campo della fusione nucleare. Tra le parti interessate ci sarà il progetto International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), che si basa su un'accurata modellazione del plasma nei suoi continui sviluppi di reattori a fusione fattibili. Il processo di collisione è stato modellato in passato attraverso un'ampia varietà di tecniche teoriche, ma sono rimaste diffuse discrepanze tra i loro risultati. Nel calcolare le sezioni d'urto degli atomi di idrogeno nel loro primo e secondo stato eccitato, e per energie di impatto comprese tra 1 e 300 keV, I risultati di Leung e Kirchner convalidano alcune di queste precedenti conclusioni. Allo stesso tempo, rivelano continue discrepanze in altri modelli.

I ricercatori hanno calcolato le loro sezioni trasversali attraverso un approccio matematico simile a quelli utilizzati in alcuni studi precedenti, ma che era più adattabile a problemi di energia intermedia. Il lavoro di Leung e Kirchner potrebbe portare a importanti progressi nella comprensione da parte dei fisici di come si comportano i plasmi, e possono persino far progredire la nostra comprensione di come possono essere utilizzati per realizzare un'abbondante fonte di energia pulita.