Un equipo de investigación coreano ha identificado el origen de las hojas de corriente bifurcadas, considerado uno de los misterios más sin resolver en la magnetosfera de la Tierra y en la física del plasma magnetizado.

Un equipo de investigación conjunto de POSTECH dirigido por el profesor Gunsu S. Yun del Departamento de Física y la División de Ingeniería Nuclear Avanzada y el Dr. Young Dae Yoon del Laboratorio del Acelerador de Pohang ha establecido teóricamente el proceso de equilibrio sin colisiones de las hojas de corriente de plasma desequilibradas. Además, comparando esto con simulaciones de partículas y datos satelitales de la NASA, se ha revelado el origen de las hojas de corriente bifurcadas, que habían permanecido en gran parte desconocidas.

En la magnetosfera de la Tierra, Se observa un plasma en forma de lámina que queda atrapado entre dos regiones de campos magnéticos opuestos. Porque la corriente fluye en su interior, también se le llama hoja actual. Según la teoría convencional, la hoja de corriente existe como un solo volumen en el que la presión magnética debida al campo magnético generado por la corriente y la presión térmica del plasma se equilibran entre sí, formando así un equilibrio. Sin embargo, en 2003, La misión Cluster de la Agencia Espacial Europea observó una hoja de corriente bifurcada en la magnetosfera de la Tierra. Desde entonces, Se han observado fenómenos similares.

Por otra parte, Se ha acumulado una extensa investigación sobre la condición en la que la fuerza magnética y la presión térmica están perfectamente equilibradas entre sí en la hoja actual. Pero el proceso a través del cual se equilibra una hoja de corriente desequilibrada sigue siendo en gran parte desconocido. Dado que los sistemas de plasma generalmente no parten de un estado de equilibrio, Se desea comprender el proceso de equilibrado para comprender mejor la dinámica actual del plasma en láminas.

El equipo de investigación conjunto analizó a fondo el proceso en el que la hoja desequilibrada alcanza el equilibrio al considerar las clases de órbitas y las distribuciones de espacio de fase de las partículas que constituyen la hoja actual y descubrió que las hojas actuales pueden bifurcarse naturalmente durante el proceso de equilibrio. Luego se confirmó que estas predicciones teóricas eran consistentes con los resultados de la simulación de partículas en la celda realizados por la supercomputadora KAIROS en el Instituto Coreano de Energía de Fusión. Además, los datos de la simulación se compararon y verificaron con las mediciones Magnetosféricas Multiescala (MMS) de la NASA.

Este logro ha mejorado la comprensión de la dinámica del plasma magnetizado al incorporar análisis teóricos, simulaciones de supercomputadora, y observaciones por satélite. Dado que el plasma magnetosférico de la Tierra tiene características similares a otros plasmas magnetizados, como los plasmas de fusión nuclear, de varias formas, Se prevé que contribuya a una amplia gama de campos.

“Este estudio tiene un valor académico significativo en el sentido de que resolvió simultáneamente dos misterios:el proceso a través del cual se equilibra la hoja de corriente desequilibrada y el origen de las hojas de corriente bifurcadas, ", explicó el profesor Gunsu S. Yun de POSTECH, quien participó como coautor correspondiente en el estudio." Estamos tratando de ampliar el marco de análisis para plasmas con campos guía fuertes y esperamos comprender fenómenos similares que ocurren en los plasmas de fusión ".