Reconexión magnética, un proceso universal que desencadena erupciones solares y auroras boreales y puede interrumpir el servicio de telefonía celular y los experimentos de fusión, ocurre mucho más rápido de lo que la teoría dice que debería. Ahora, investigadores del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y del Instituto Max Planck de Física del Plasma de Alemania han descubierto una fuente de aceleración en una forma común de reconexión. Sus hallazgos podrían conducir a predicciones más precisas del clima espacial dañino y experimentos de fusión mejorados.

La reconexión ocurre cuando las líneas del campo magnético en el plasma, la colección de átomos y electrones cargados y núcleos atómicos, o iones, que constituyen el 99 por ciento del universo visible, convergen y se separan con fuerza. Los electrones que ejercen un grado variable de presión forman una parte importante de este proceso a medida que se produce la reconexión.

El equipo de investigación descubrió que la variación en la presión de los electrones se desarrolla a lo largo de las líneas del campo magnético en la región que experimenta la reconexión. Esta variación equilibra y evita que una fuerte corriente eléctrica dentro del plasma crezca fuera de control y detenga el proceso de reconexión. Es este acto de equilibrio el que hace posible una reconexión rápida.

"El problema principal que abordamos es cómo la reconexión puede tener lugar tan rápido, "dijo Will Fox, autor principal de un artículo que detalló los hallazgos en marzo en la revista Cartas de revisión física . "Aquí hemos demostrado experimentalmente cómo la presión de los electrones acelera el proceso".

El equipo de física construyó una imagen del gradiente y otros parámetros de reconexión a partir de la investigación realizada en el Experimento de Reconexión Magnética (MRX) en PPPL, el dispositivo de laboratorio líder para estudiar la reconexión. Los hallazgos marcaron la primera confirmación experimental de las predicciones hechas por simulaciones anteriores realizadas por otros investigadores del comportamiento de iones y electrones durante la reconexión. "Los experimentos demuestran cómo el plasma puede sostener un gran campo eléctrico al tiempo que evita que se acumule una gran corriente eléctrica y detenga el proceso de reconexión". "dijo Fox.

Entre las posibles aplicaciones de los resultados:

• Predicciones de tormentas espaciales. Reconexión magnética en la magnetosfera, el campo magnético que rodea la Tierra, puede desencadenar "subtormentas" geomagnéticas que inhabilitan las comunicaciones y los satélites de posicionamiento global (GPS) e interrumpen las redes eléctricas. Una mejor comprensión de la reconexión rápida puede ayudar a ubicar regiones donde el proceso que desencadena las tormentas está listo para tener lugar.
• Mitigación del impacto. La advertencia anticipada de reconexión y las interrupciones que pueden seguir pueden conducir a medidas para proteger los sistemas satelitales sensibles y las redes eléctricas.
• Mejora del rendimiento de las instalaciones de fusión. El proceso observado en MRX probablemente juega un papel clave en la producción de lo que se llama inestabilidades en "dientes de sierra" que pueden detener las reacciones de fusión. Comprender el proceso podría abrir la puerta para controlarlo y limitar tales inestabilidades. "Cómo ocurre el diente de sierra tan rápido ha sido un misterio que esta investigación ayuda a explicar, "dijo Fox." De hecho, fueron las simulaciones por computadora de choques de dientes de sierra las que primero vincularon la presión de los electrones con la fuente de la reconexión rápida ".