Un equipo de físicos indios y japoneses ha anulado la noción de hace seis décadas de que el campo magnético gigante en un plasma producido por láser de alta intensidad evoluciona desde el pequeño, escala nanométrica en el plasma a granel. Muestran que, en cambio, el campo en realidad se origina a escalas macroscópicas definidas por los límites del haz de electrones que se propaga en el plasma. El nuevo mecanismo busca alterar nuestra comprensión de los campos magnéticos en escenarios astrofísicos y fusión láser y puede ayudar en el diseño de fuentes de partículas de alta energía de próxima generación para imágenes y terapias.

Campos magnéticos gigantes mil millones de veces el de la tierra, existir en el calor, plasma denso en sistemas astrofísicos como estrellas de neutrones. El electromagnetismo básico establecido desde los tiempos de Oersted y Faraday nos dice que es la corriente en un sistema la que causa los campos magnéticos. En un plasma hay dos corrientes, uno hacia adelante que se propaga y un opuesto, atenuando la corriente inducida por el propio delantero. Si las corrientes son iguales y se superponen en el espacio, no hay campo magnético neto. Sin embargo, pequeñas fluctuaciones en el plasma pueden separarlos y provocar una inestabilidad que aumenta con el tiempo. En efecto, Durante décadas se ha creído que los campos gigantes surgen de la interacción de corrientes opuestas dentro del plasma a granel a través de la famosa inestabilidad de Weibel. a escalas mucho más pequeñas que las propias vigas. Luego se dice que el campo magnético se extiende al espacio macroscópico a través de lo que se llama una cascada inversa, de forma "de abajo hacia arriba".

A diferencia de, el equipo de India-Japón muestra que el campo en realidad se origina en el límite del haz actual que se encuentra en escalas de longitud macroscópica y se mueve hacia adentro a escalas más pequeñas (de arriba hacia abajo). Y la magnitud de este campo es mucho mayor que la causada por Weibel y otras inestabilidades. El equipo bautiza el mecanismo que conduce a este campo magnético como "mecanismo de haz finito" para indicar el papel crucial del tamaño finito del haz de corriente en este modo. Muestran que la radiación se escapa por los bordes de la corriente desestabilizando el haz y provocando el campo magnético. Existe una clara evidencia de este modo en sus experimentos con láser y simulaciones por computadora.

¿Por qué este nuevo modo se ha perdido en todas las simulaciones por computadora durante las últimas décadas? Los autores señalan que esto se debe a los supuestos de homogeneidad y extensión infinita típicos de todas las simulaciones. Sin embargo, El sistema físico real tiene límites y la física allí conduce a varios efectos interesantes:ejemplos son el enfoque de partículas cargadas por los campos marginales al final de las placas de condensadores, el famoso efecto Casimir que conduce a la atracción entre las placas debido a efectos cuánticos, y la superficie que propaga modos electromagnéticos conocidos como plasmones de superficie, bastante popular en nanoóptica y microscopías de campo cercano.

¡Precaución! Pisa con cuidado en el borde ...