Las ondas de choque de alta energía impulsadas por las erupciones solares y las eyecciones de plasma en masa coronal del sol estallan en todo el sistema solar, desencadenando tormentas espaciales magnéticas que pueden dañar los satélites, interrumpir el servicio de telefonía celular y las redes de energía en la Tierra.las ondas de energía son el viento solar: plasma que fluye constantemente del sol y golpea el campo magnético protector de la Tierra.
Ahora los experimentos dirigidos por investigadores del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. DOE en el Centro de Heliofísica de Princeton han reproducido por primera vez el proceso detrás de la fuente de tales choques. Los hallazgos cierran la brecha entreobservaciones de laboratorio y naves espaciales y comprensión avanzada de cómo funciona el universo.
saltos repentinos
Los experimentos, reportados en Cartas de revisión física , muestra cómo la interacción del plasma, el estado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, o iones, puede causar saltos repentinos en la presión del plasma y la fuerza del campo magnético que pueden acelerar las partículas cerca de la velocidad de la luz.los choques son "sin colisión" porque están formados por la interacción de ondas y partículas de plasma en lugar de colisiones entre las propias partículas.
La investigación produjo la medición de todo el período previo a los choques. "La medición directa es una forma elegante de ver cómo se mueven e interactúan las partículas", dijo el físico Derek Schaeffer de PPPL y la Universidad de Princeton, quien dirigió la investigación. "NuestroEl artículo muestra que podemos emplear un poderoso diagnóstico para estudiar los movimientos de partículas que conducen a choques ".
La investigación, realizada en las instalaciones de láser Omega en la Universidad de Rochester, produjo un plasma impulsado por láser, llamado plasma de "pistón", que se expandió a una velocidad supersónica de más de un millón de millas por hora a través de un preplasma ambiental existente: la expansión aceleró los iones en el plasma ambiental a velocidades de aproximadamente medio millón de millas por hora, simulando al precursor a choques sin colisión que ocurren en todo el cosmos.
La investigación se desarrolló en varias etapas :
Los investigadores utilizaron un diagnóstico llamado dispersión de Thompson para rastrear estos desarrollos. El diagnóstico detecta la luz láser dispersada de los electrones en el plasma, lo que permite medir la temperatura y la densidad de los electrones y la velocidad de los iones que fluyen. Los resultados, escriben los autores, muestran que los experimentos de laboratorio pueden investigar el comportamiento de las partículas de plasma en el precursor de los choques astrofísicos sin colisión, "y pueden complementar y, en algunos casos, superar las limitaciones de mediciones similares realizadas por misiones de naves espaciales".
objetivo final
Si bien esta investigación reprodujo el proceso que desencadena los choques, el objetivo final es medir las partículas aceleradas por el choque. Para ese paso, dijo Schaeffer, "el mismo diagnóstico se puede usar una vez que desarrollemos la capacidad de conducir choques lo suficientemente fuertes"Como beneficio adicional", agrega, "este diagnóstico es similar a la forma en que las naves espaciales miden los movimientos de partículas en los choques espaciales, por lo que los resultados futuros se pueden comparar directamente".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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