La physicienne Fatima Ebrahimi du Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) du département américain de l'Énergie (DOE) a publié un article montrant que la reconnexion magnétique - le processus par lequel les lignes de champ magnétique s'emboîtent et libèrent de l'énergie - peut être déclenchée par le mouvement dans les champs magnétiques proches. . En exécutant des simulations informatiques, Ebrahimi a rassemblé des preuves indiquant que le mouvement des particules atomiques et des champs magnétiques dans un gaz électriquement chargé connu sous le nom de plasma peut déclencher le début de la reconnexion, un processus qui, quand il se produit sur le soleil, peut cracher du plasma dans l'espace.

Ce plasma peut éventuellement interagir avec les champs magnétiques entourant la Terre, mettant en danger les réseaux de communication et les systèmes électriques. Dans les installations de fusion, la reconnexion peut aider à démarrer et à confiner le plasma qui alimente les réactions de fusion. Cette recherche a été financée par le DOE's Office of Science (Fusion Energy Sciences) et a été publiée dans le numéro de décembre de Physique des plasmas .

À l'aide d'un code informatique développé par des chercheurs d'universités et de laboratoires de fusion, Ebrahimi a simulé du plasma circulant dans un récipient en forme de beignet. Le navire imitait la forme de beignet des installations de fusion appelées tokamaks. L'installation simulée avait une ouverture dans son sol pour que les physiciens injectent des lignes de champ magnétique qui gonfleraient à l'intérieur du tokamak et initieraient le processus de fusion.

La reconnexion s'est produite de la manière suivante. Les lignes de champ formant le ballon ont créé un courant électrique qui a produit des ondulations et des oscillations tridimensionnelles qui ont poussé l'extrémité ouverte du ballon jusqu'à ce qu'il se ferme. À ce moment, une reconnexion magnétique s'est produite et a transformé le ballon magnétique en une bulle magnétique appelée plasmoïde qui transporte le courant électrique.

Ebrahimi étend maintenant cette recherche. Elle étudie actuellement comment exploiter le courant pour créer et confiner un plasma de fusion sans utiliser un grand aimant central appelé solénoïde.

Différentes conditions peuvent déclencher le processus de reconnexion. "Si la force des lignes de champ associées au ballon magnétique d'origine n'est pas suffisante à elle seule pour provoquer une reconnexion, " Ebrahimi dit, « les ondulations magnétiques secondaires peuvent amplifier les champs magnétiques sur le site de reconnexion, déclenchant l'événement. » Elle étudie également l'amplification des champs magnétiques à travers ces ondulations magnétiques et fluides tridimensionnelles secondaires connues sous le nom d'effet dynamo.

Ces découvertes sur l'effet des champs magnétiques peuvent avoir un large impact. "L'analyse et la modélisation peuvent nous aider à mieux comprendre comment le processus de reconnexion déclenché par des perturbations magnétiques dans les plasmas peut conduire au détachement de boucles magnétiques à la surface du soleil, ou démarrage efficace pour les plasmas de fusion, " a déclaré Ebrahimi.