La reconexión magnética, un proceso en el que las líneas del campo magnético se desgarran y vuelven a unirse, liberando grandes cantidades de energía cinética, ocurre en todo el universo. El proceso da lugar a auroras, erupciones solares y tormentas geomagnéticas que pueden interrumpir el servicio de telefonía celular y la electricidad.redes en la Tierra. Sin embargo, un desafío importante en el estudio de la reconexión magnética es cerrar la brecha entre estos escenarios astrofísicos a gran escala y los experimentos a pequeña escala que se pueden realizar en un laboratorio.
Los investigadores ahora han superado esta barrera a través de una combinación de experimentos inteligentes y simulaciones de vanguardia. Al hacerlo, han descubierto un papel previamente desconocido para un proceso universal llamado "efecto de batería Biermann", que resulta impactar la reconexión magnéticade formas inesperadas.
El efecto de la batería de Biermann, una posible semilla para los campos magnéticos que impregnan nuestro universo, genera una corriente eléctrica que produce estos campos. Los hallazgos sorprendentes, hechos a través de simulaciones por computadora, muestran que el efecto puede jugar un papel importante en la reconexión que ocurre cuando elLa magnetosfera de la Tierra interactúa con los plasmas astrofísicos. El efecto primero genera líneas de campo magnético, pero luego invierte los roles y los corta como tijeras que cortan una goma elástica. Los campos cortados luego se vuelven a conectar lejos del punto de reconexión original.
Las simulaciones modelaron los resultados de experimentos en China que estudiaron plasmas de alta densidad de energía - materia bajo estados extremos de presión. Los experimentos utilizaron láseres para hacer estallar un par de burbujas de plasma de un objetivo de metal sólido. Simulaciones de los tres-El plasma dimensional trazó la expansión de las burbujas y los campos magnéticos que creó el efecto Biermann, rastreando la colisión de los campos para producir la reconexión magnética. Los investigadores realizaron estas simulaciones en la supercomputadora Titan en la Instalación de Computación de Liderazgo de Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. en OakLaboratorio Nacional Ridge.
Los resultados "proporcionan una nueva plataforma para replicar la reconexión observada en plasmas astrofísicos en el laboratorio", dijo Jackson Matteucci, un estudiante graduado en el programa de Física del Plasma en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton que dirigió la investigación.
Al cerrar la brecha tradicional entre los experimentos de laboratorio y los procesos astrofísicos, estos resultados abren un nuevo capítulo en los esfuerzos por comprender el universo.
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Materiales proporcionado por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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