Científicos de la India y Portugal recrearon la turbulencia solar en una mesa utilizando un pulso láser ultracorto de alta intensidad para excitar un plasma denso y siguió la evolución del campo magnético gigante generado por la dinámica del plasma. Esto abre la posibilidad de estudiar fenómenos astrofísicos como la evolución de las estrellas, en el laboratorio.

La dinámica del campo magnético turbulento que explica fenómenos astrofísicos como la evolución de las estrellas se ha obtenido hasta ahora solo a través de observaciones a través de telescopios y satélites. Ahora, un equipo de científicos de India y Portugal ha recreado tal turbulencia magnética en una mesa en el laboratorio, utilizando un pulso láser ultracorto de alta intensidad para excitar un calor, plasma denso sobre una superficie sólida y siguió la evolución extremadamente rápida del campo magnético gigante generado por la dinámica del plasma. Este innovador estudio se publicará en Comunicaciones de la naturaleza el 30 de junio.

La turbulencia está en todas partes, desde tazas de té hasta tokamaks y desde chorros de agua hasta sistemas meteorológicos, es algo que todos vemos y experimentamos. Todavía, incluso después de siglos de estudios científicos serios, la turbulencia del fluido todavía no se comprende correctamente. Si bien es difícil definir la turbulencia de manera simple, tiene muchas características reconocibles, las más comunes son las fluctuaciones en parámetros como la velocidad y la presión, indicando aleatorización del flujo.

La turbulencia no es del todo mala y destructiva, a pesar de fenómenos como la turbulencia del aire en un vuelo con mal tiempo. Una buena característica es que permite una mezcla mucho más rápida de lo que es posible con solo Difusión lenta. Por ejemplo, el azúcar añadido a una taza de té tardaría horas o días en dispersarse sin ser molestado, pero revolver hace turbulento el té, resultando en una mezcla rápida a nivel molecular. La turbulencia también ayuda a mezclar combustible y oxígeno para una combustión eficiente en los motores.

Gran parte de nuestro universo se compone de gas altamente ionizado conocido como plasma, que a menudo puede ser extremadamente caliente y arremolinarse a velocidades inimaginables. La turbulencia en un plasma es mucho más compleja que en los fluidos hidrodinámicos neutros. En un entorno de plasma cargado, los cargados negativamente, los electrones ligeros y los iones pesados ​​positivos responden en escalas de tiempo y duración muy diferentes. El movimiento de estas especies cargadas está gobernado por fuerzas electromagnéticas y el flujo de corriente a través de la dinámica de las partículas de carga conduce a la generación de un campo magnético. Por lo tanto, la aleatoriedad de los campos magnéticos a menudo imita la turbulencia del fluido en los plasmas.

El equipo de científicos que lidera este nuevo estudio encontró que la turbulencia en el campo magnético es impulsada inicialmente por los electrones (en una billonésima de segundo) y los iones intervienen y toman el control en tiempos más largos. Esta es la primera vez que se vislumbra una "carrera de relevos" de este tipo en la que participan dos especies diferentes. Más lejos, Estas observaciones de laboratorio tienen un parecido asombroso con los datos satelitales en los espectros de campo magnético medidos para plasmas astrofísicos turbulentos en el viento solar. la fotosfera solar y la magnetosfera de la Tierra. Aunque en el experimento con láser los electrones del plasma se energizan inicialmente, la respuesta iónica dominante que se activa en épocas posteriores muestra características espectrales similares a las de los sistemas astro. Estos experimentos establecen así conexiones claras entre los dos escenarios, a pesar de que el impulsor de la turbulencia en el plasma del laboratorio es muy diferente al del sistema astrofísico.