Aux Instituts nationaux des sciences naturelles de l'Institut national des chercheurs en sciences de la fusion, en collaboration avec l'Université de Kyushu, a observé pour la première fois au monde une déformation appelée « déformation de la langue » se produisant localement dans un plasma à grand dispositif hélicoïdal (LHD). Cette déformation a été prédite par Lev Artsimovich à la fin des années 1960. Depuis lors, il n'a pas été observé expérimentalement, devenir une énigme en physique des plasmas non résolue depuis 50 ans.
Visant à atteindre l'énergie de fusion, recherche sur le confinement à haute température, plasma à haute densité dans un champ magnétique est en cours dans le monde entier. Dans un plasma confiné par le champ magnétique toroïdal, lorsque la pression augmente (température plus élevée et densité plus élevée), le plasma a tendance à devenir instable. Selon l'état, le plasma change de forme, puis sa température et sa densité chutent (ce comportement est appelé "instabilité"). Il existe deux types d'instabilité qui apparaissent à la suite d'une augmentation de la pression. Le premier type provoque la déformation localisée de la langue qui n'apparaît que dans les régions faibles du champ magnétique. Le deuxième type d'instabilité (appelé le mode) provoque des changements dans l'ensemble du plasma. Ces deux instabilités ont été proposées en 1968 par Artsimovich. Le changement appelé "mode" est généré dans tout le plasma et les modes continuent pendant une longue période de temps. Et parce qu'ils sont relativement faciles à observer, de nombreux modes ont été vérifiés expérimentalement. D'autre part, car la déformation de la langue est localisée, il apparaît dans une seule région à l'intérieur du plasma. De plus, car ça continue pour seulement 1/10, 000e de seconde, l'observation est difficile, et la déformation n'avait pas été vérifiée expérimentalement. La durée temporelle de cette déformation est courte. Cependant, en raison de cette instabilité, car le phénomène d'effondrement brutal se produit, il a été indiqué théoriquement que le bon confinement du plasma se détériore.
Les groupes de recherche du professeur Katsumi Ida et du professeur assistant Tatsuya Kobayashi, les deux NIFS, en recherche collaborative avec le professeur Shigeru Inagaki, de l'Institut de recherche de l'Université de Kyushu pour la mécanique appliquée, observé pour la première fois au monde la déformation d'un plasma localisé appelé langue dans le LHD. Ici, plutôt que d'observer le phénomène d'effondrement brutal, en se concentrant sur de petits changements juste avant le phénomène brusque, ils ont trouvé la déformation de la langue. De plus, dans le phénomène d'effondrement brutal du plasma provoqué par la langue, à la suite d'une étude détaillée de la distribution de vitesse des protons, ils ont observé pour la première fois la distribution de vitesse déformée. Que la distorsion de l'espace réel provoque la distorsion de l'espace des phases est lié à la découverte de ce phénomène.
Cette découverte de la déformation de la langue dans le LHD a confirmé expérimentalement la prédiction d'Artsimovich. Et en même temps qu'il s'agit d'un résultat qui résout une énigme vieille de cinquante ans dans le plasma, il offre également une ligne directrice pour maintenir un plasma à haute température et à haute densité. Et ses contributions sont très attendues pour la réalisation de nouveaux développements dans la recherche sur la fusion dans le monde. Cette déformation de la langue peut aussi être appelée un présage de phénomènes inattendus, et des nombreux phénomènes soudains qui se produisent dans la nature (par exemple, éruptions solaires, etc.). Cela signifie que l'importance du « changement localisé » comme présage a été indiquée. À l'avenir, d'autres effets d'entraînement savants sont attendus.
Ce résultat a été publié dans la revue académique de langue anglaise Rapports scientifiques , publié par La nature , le 31 octobre 2016, et est largement disponible.
