Las estructuras magnéticas resultantes de una inestabilidad del plasma predicha por el físico Erich Weibel hace unos 50 años se han evidenciado a escalas sorprendentemente grandes en un plasma impulsado por láser en la prestigiosa revista. Física de la naturaleza . También se espera que esta inestabilidad opere en escenarios astrofísicos donde es responsable de la aceleración de los rayos cósmicos y la emisión de fotones gamma en los famosos "estallidos de rayos gamma".

Julien Fuchs, Graduado del Institut national de la recherche scientifique (INRS) e investigador del Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI) en Francia, Profesor del INRS Patrizio Antici, un especialista en aceleración de partículas impulsada por láser, y el profesor emérito del INRS Henri Pépin han logrado medir los campos magnéticos producidos por las inestabilidades de Weibel dentro de un plasma impulsado por láser, un gas ionizado. Sus resultados fueron publicados el 1 de junio en Física de la naturaleza .

Los investigadores utilizaron la técnica de radiografía de protones para visualizar este fenómeno extremadamente rápido. "Nuestros protones acelerados por la interacción láser-plasma son capaces de tomar una secuencia de imágenes de fenómenos electromagnéticos muy rápidos, con una duración de unos pocos picosegundos y una resolución de unas pocas micras. Esto nos permite sondear las inestabilidades con una precisión incomparable con otras técnicas de imagen, "informa Patrizio Antici, quien hizo su tesis bajo la supervisión del profesor Fuchs, él mismo anteriormente bajo la dirección del profesor Pépin.

Estas tres generaciones de investigadores recrearon un 'modelo a pequeña escala' de fenómenos astrofísicos en el laboratorio irradiando un objetivo con un láser intenso. Las fluctuaciones magnéticas generadas por la interacción pueden ser probadas por protones en una serie de películas sensibles, produciendo una secuencia de imágenes que muestran la evolución temporal de las estructuras magnéticas.

La interpretación y el modelado de estas estructuras fueron realizados por Laurent Gremillet y Charles Ruyer, físicos del Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternativas (CEA). Después de varios años de arduo trabajo, combinando modelos teóricos y simulaciones numéricas avanzadas, destacaron el crecimiento de dos variantes de la inestabilidad de Weibel según la región del plasma donde se desarrollan.

Con láseres más potentes, los investigadores podrán reproducir y analizar fenómenos astrofísicos aún más extremos con una resolución incomparable.