Los científicos han descubierto una nueva forma de clasificar los plasmas magnetizados que posiblemente podrían conducir a avances en la recolección en la Tierra de la energía de fusión que alimenta el sol y las estrellas. El descubrimiento realizado por teóricos del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) encontró que un plasma magnetizado tiene 10 fases únicas y las transiciones entre ellas podrían tener importantes implicaciones para el desarrollo práctico.

Los límites espaciales, o transiciones, entre diferentes fases apoyará excitaciones de onda localizadas, los investigadores encontraron. "Estos hallazgos podrían conducir a posibles aplicaciones de estas excitaciones exóticas en plasmas espaciales y de laboratorio," "dijo Yichen Fu, estudiante de posgrado en PPPL y autor principal de un artículo en Comunicaciones de la naturaleza que describe la investigación. "El siguiente paso es explorar qué podrían hacer estas excitaciones y cómo podrían utilizarse".

Posibles aplicaciones

Las posibles aplicaciones incluyen el uso de excitaciones para crear corriente en plasmas de fusión magnética o facilitar la rotación del plasma en experimentos de fusión. Sin embargo, "Nuestro documento no tiene en cuenta ninguna aplicación práctica, "dijo el físico Hong Qin, coautor del artículo y asesor de Fu. "El artículo es la teoría básica y la tecnología seguirá la comprensión teórica".

De hecho, "el descubrimiento de las 10 fases en el plasma marca un desarrollo principal en la física del plasma, ", Dijo Qin." El primer y más importante paso en cualquier esfuerzo científico es clasificar los objetos bajo investigación. Cualquier nuevo esquema de clasificación conducirá a una mejora en nuestra comprensión teórica y a los posteriores avances tecnológicos, " él dijo.

Qin cita el descubrimiento de los principales tipos de diabetes como un ejemplo del papel que juega la clasificación en el progreso científico. "Al desarrollar tratamientos para la diabetes, Los científicos descubrieron que había tres tipos principales, ", dijo." Ahora los médicos pueden tratar eficazmente a los pacientes diabéticos ".

Fusión, que los científicos de todo el mundo buscan producir en la Tierra, combina elementos ligeros en forma de plasma:el calor, estado cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos que constituye el 99 por ciento del universo visible, para liberar cantidades masivas de energía. Dicha energía podría servir como una fuente de energía limpia y segura para generar electricidad.

Las fases plasmáticas que ha descubierto PPPL se conocen técnicamente como "fases topológicas, "que indica las formas de las ondas soportadas por el plasma. Esta propiedad única de la materia se descubrió por primera vez en la disciplina de la física de la materia condensada durante la década de 1970, un descubrimiento por el que el físico Duncan Haldane de la Universidad de Princeton compartió el Premio Nobel de 2016 por su trabajo pionero.

Robusto e intrínseco

Las ondas de plasma localizadas producidas por las transiciones de fase son robustas e intrínsecas porque están "protegidas topológicamente, ", Dijo Qin." El descubrimiento de que esta excitación protegida topológicamente existe en plasmas magnetizados es un gran paso adelante que puede explorarse para aplicaciones prácticas, " él dijo.

Para el primer autor Fu, "El avance más importante en el trabajo es observar el plasma en función de sus propiedades topológicas e identificar sus fases topológicas. A partir de estas fases identificamos la condición necesaria y suficiente para las excitaciones de estas ondas localizadas. En cuanto a cómo se puede aplicar este progreso para facilitar la investigación de la energía de fusión, tenemos que averiguarlo ".