I plasmi astrofisici e creati in laboratorio sotto l'influenza dei campi magnetici sono fonte di intenso studio. Una nuova ricerca cerca di comprendere la dinamica delle onde di posizione che viaggiano attraverso queste nuvole di gas altamente ionizzato.

L'indagine sul plasma di elettroni-positroni (EPI) — un gas completamente ionizzato di elettroni e positroni che include plasmi astrofisici come i venti solari — ha attirato molta attenzione negli ultimi vent'anni. Un nuovo studio pubblicato su EPJ D da Garston Tiofack, Facoltà di Scienze, Università di Marousa, Camerun, e colleghi, valuta la dinamica delle onde acustiche di positroni (PAWS) nei plasmi EPI sotto l'influenza di campi magnetici, o magnetoplasmi.

Gli autori hanno studiato i cambiamenti nelle PAW utilizzando un framework di Korteweg-de Vries (KdV) e equazioni di Korteweg-de Vries modificate (mKdV) trovando un primo portato a onde solitarie acustiche di positrone di compressione (PASW), mentre quest'ultimo ha provocato le stesse e ulteriori PASW rarefattive. I modelli matematici e le simulazioni numeriche eseguite dai ricercatori hanno anche permesso loro di considerare l'effetto di vari altri fattori sul magnetoplasma, tra cui la concentrazione di elettroni caldi a quella dei positroni e parametri non termici applicati.

Il team ha scoperto che la transizione al caos nel magnetoplasma dipende fortemente dalla frequenza e dalla forza delle perturbazioni periodiche esterne.

Lo studio serve quindi una guida utile per comprendere i cambiamenti che si verificano al magnetoplasma nelle regioni di accelerazione aurorale (AAR) e come si applicano alle PAW. I risultati del team potrebbero anche aiutare a sviluppare la ricerca sul plasma astrofisico, che includono brillamenti solari e plasmi interstellari, offrendo così ai fisici una finestra sui processi che avvengono in ambienti estremi come i nuclei galattici attivi e le esplosioni di supernova.

Portando in qualche modo la ricerca del team con i piedi per terra, potrebbe anche aiutare le squadre che producono plasma in tutto il mondo. Questi plasmi svolgono un ruolo importante in una nuova generazione di reattori a fusione nucleare, che mirano a generare energia pulita replicando i processi che si verificano nelle stelle.

Questi impianti utilizzano plasmi controllati con l'utilizzo di potenti campi magnetici, rendendo così la comprensione di tali influenze di fondamentale importanza per la futura produzione di energia pulita.