Placer un aimant sur votre réfrigérateur peut retarder votre calendrier, mais des chercheurs de l'Institut indien de physique nucléaire Saha ont découvert que le fait d'en placer un à l'extérieur d'une chambre à plasma provoque une structure en forme de boule de feu. Ce travail peut aider à comprendre la dynamique du plasma sous ces ou dipolaire, champs magnétiques. Ils présentent leurs résultats cette semaine dans le journal Physique des plasmas .

Lorsqu'il est soumis au champ magnétique dipolaire produit par un barreau aimanté, les chercheurs ont découvert qu'une lueur localisée apparaissait près de la surface de la cathode. Selon leur article, cette localisation est due à l'augmentation du degré d'ionisation en raison du confinement des électrons dans le champ magnétique près de la surface cathodique chargée négativement. Ils ont constaté que l'intensité de la région de lueur augmentait à mesure qu'ils augmentaient la force du champ magnétique.

Traditionnellement, le travail dans ce domaine est effectué en gardant un aimant permanent à l'intérieur d'une chambre à plasma - cela signifie qu'il n'y a aucun moyen de faire varier l'intensité du champ ou la structure de la ligne de champ. En plaçant le barreau magnétique à l'extérieur de la chambre à plasma, les auteurs de cet article pourraient changer la position de l'aimant et faire varier l'intensité du champ magnétique.

"Bien que des barreaux magnétiques aient été utilisés dans des expériences sur le plasma, l'accent était principalement mis sur la mesure des paramètres d'équilibre du plasma comme la densité, mesures de potentiel et autres fluctuations, " a déclaré l'auteur principal Pankaj Kumar Shaw. " À notre avis, c'est le premier effort pour étudier les phénomènes dynamiques non linéaires des fluctuations sous champ magnétique dipolaire."

Dans ces études précédentes, l'introduction d'un champ magnétique dans le plasma ferait passer la fluctuation du plasma de l'ordre au chaos. Placer le barreau aimanté à l'extérieur de la chambre à plasma, Shaw et ses collègues ont découvert que l'augmentation de la force du champ magnétique révélait une transition de l'ordre au chaos via un processus de bifurcation doublant la période.

« Suivre une séquence particulière de l'ordre au chaos via [un] itinéraire de doublement de la période était inattendu, " dit Shaw, qui a ajouté que si des expériences précédentes avaient signalé l'émergence de turbulences et de chaos résultant de l'introduction d'un champ magnétique, qu'il s'agissait de la première expérience à signaler un doublement de la route vers le chaos avec la force du champ magnétique.

"Le changement de position de la barre aimantée a fait varier la force du champ magnétique sur 1-10G, " a déclaré Shaw. "Cette observation dans une plage de champ magnétique aussi faible était surprenante."

À l'avenir, Shaw a déclaré que son équipe espère concevoir une nouvelle expérience sur le plasma qui incorpore davantage d'aimants en barre et étudier leurs effets sur la dynamique du plasma.

Les résultats de cet article pourraient être importants dans la recherche sur les plasmas spatiaux, dit Shaw. Spécifiquement, cela pourrait aider les scientifiques à comprendre des effets tels que des anomalies magnétiques sur les interactions entre le vent solaire et la surface lunaire. Il pourrait également s'avérer vital dans d'autres domaines d'applications plasma tels que le traitement plasma de matériaux où les champs magnétiques sont largement utilisés.

Connaître la "cause fondamentale des instabilités du plasma est important pour les applications des interactions plasma-surface, " a déclaré Shaw. De plus, il pense que cela pourrait aider à éduquer une future génération de physiciens. "Cette expérience simple peut être utilisée pour enseigner divers aspects de la physique des plasmas, dynamique non linéaire, et l'analyse des séries chronologiques aux élèves du secondaire.