Colocar un imán en su refrigerador podría sostener su calendario, pero los investigadores del Instituto Saha de Física Nuclear de la India descubrieron que colocar uno fuera de una cámara de plasma provoca una estructura localizada en forma de bola de fuego. Este trabajo puede ayudar a comprender la dinámica del plasma debajo de este norte-sur, o dipolar, campos magnéticos. Presentan sus resultados esta semana en la revista Física de plasma , de AIP Publishing.
Cuando se somete al campo dipolar magnético producido por un imán de barra, los investigadores encontraron que apareció un resplandor localizado cerca de la superficie del cátodo. Según su artículo, esta localización se debe a la mejora del grado de ionización debido al confinamiento de electrones en elcampo magnético cerca de la superficie del cátodo con carga negativa. Descubrieron que la intensidad de la región de brillo aumentaba a medida que aumentaba la fuerza del campo magnético.
Tradicionalmente, el trabajo en este campo se realiza manteniendo un imán permanente dentro de una cámara de plasma; esto significa que no hay forma de variar la intensidad del campo o la estructura de la línea de campo. Al colocar el imán de barra en el exterior de la cámara de plasma, elLos autores de este artículo podrían cambiar la posición del imán y variar la intensidad del campo magnético.
"Aunque los imanes de barra se han utilizado en experimentos con plasma, el enfoque se centró principalmente en la medición de los parámetros de equilibrio del plasma, como la densidad, el potencial y otras mediciones de fluctuación", dijo el autor principal, Pankaj Kumar Shaw. "En nuestra opinión, esta es la primeraesfuerzo para investigar fenómenos dinámicos no lineales de las fluctuaciones bajo el campo magnético dipolar "
En estos estudios previos, la introducción de un campo magnético al plasma provocaría que la fluctuación del plasma pasara del orden al caos. Al colocar el imán de barra fuera de la cámara de plasma, Shaw y sus colegas descubrieron que aumentar la intensidad del campo magnético revelaba una transicióndel orden al caos a través de un proceso de un período que duplica la bifurcación.
"Seguir una secuencia particular desde el orden hasta el caos a través de [una] ruta de duplicación de períodos fue inesperado", dijo Shaw, quien agregó que si bien los experimentos anteriores habían informado sobre la aparición de turbulencias y caos al introducir un campo magnético, este era elprimer experimento para informar una ruta duplicada hacia el caos con fuerza de campo magnético.
"Cambiar la posición del imán de barra varió la intensidad del campo magnético sobre 1-10G", dijo Shaw. "Esta observación en un rango tan bajo de campo magnético fue sorprendente".
En el futuro, Shaw dijo que su equipo espera diseñar un nuevo experimento de plasma que incorpore más imanes de barra e investigar sus efectos sobre la dinámica del plasma.
Los resultados de este documento podrían ser importantes en la investigación de plasma espacial, dijo Shaw. Específicamente, podría ayudar a los científicos a comprender efectos tales como anomalías magnéticas en las interacciones entre el viento solar y la superficie lunar. También podría resultar vital en otras áreas de aplicaciones de plasma comocomo procesamiento de plasma de materiales donde los campos magnéticos se usan ampliamente.
Saber la "causa raíz de las inestabilidades plasmáticas es importante para las aplicaciones de las interacciones plasma-superficie", dijo Shaw. Además, cree que esto podría ayudar a educar a una futura generación de físicos ". Este simple experimento puede usarse para enseñar varios aspectos defísica de plasma, dinámica no lineal y análisis de series de tiempo para estudiantes de secundaria ".
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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