Dans leurs expériences les plus récentes à l'Omega Laser Facility, les chercheurs ont utilisé des faisceaux laser dont la puissance totale est équivalente à celle de 10, 000 réacteurs nucléaires. Ils ont pu atteindre des conditions pertinentes pour le chaud, plasma diffus du milieu intra-amas dans lequel le mécanisme dynamo turbulent est censé opérer. L'équipe a ensuite mesuré en fonction du temps l'amplification du champ magnétique produite par ce mécanisme.

« Comprendre comment et à quelle vitesse les champs magnétiques sont amplifiés à des échelles macroscopiques dans la turbulence astrophysique est essentiel pour expliquer les champs magnétiques observés dans les amas de galaxies, les plus grandes structures de l'Univers, " dit Archie Bott, un associé de recherche postdoctoral au Département des sciences astrophysiques de Princeton et auteur principal de l'étude. « Alors que les modèles numériques et la théorie prédisent une amplification rapide de la dynamo turbulente à de très petites échelles par rapport aux mouvements turbulents, il était resté incertain quant à savoir si le mécanisme fonctionne assez rapidement pour tenir compte de champs dynamiquement significatifs aux plus grandes échelles. »

Au cœur du mécanisme de la dynamo astrophysique se trouve la turbulence. Les champs magnétiques primordiaux sont générés avec des forces considérablement plus faibles que celles observées aujourd'hui dans les amas de galaxies. Mouvements stochastiques du plasma, cependant, peut capter ces faibles champs "graines" et amplifier leurs forces à des valeurs nettement plus grandes via l'étirement, torsion et pliage du champ. La vitesse à laquelle cette amplification se produit, le « taux de croissance, " diffère pour les différentes échelles spatiales des mouvements turbulents du plasma :la théorie et les simulations prédisent que le taux de croissance est important aux plus petites échelles de longueur mais bien plus petit aux échelles de longueur comparables à celles des plus grands mouvements turbulents. Les expériences TDYNO ont démontré que cela peut Ce n'est pas le cas :une dynamo turbulente - lorsqu'elle fonctionne dans un plasma réaliste - peut générer des champs magnétiques à grande échelle beaucoup plus rapidement que ne le prévoient actuellement les théoriciens.

"Notre compréhension théorique du fonctionnement de la dynamo turbulente n'a cessé de croître depuis plus d'un demi-siècle, " dit Gianluca Gregori, professeur de physique au Département de physique de l'Université d'Oxford et responsable expérimental du projet. "Nos récentes expériences au laser TDYNO ont permis d'aborder pour la première fois l'évolution de la dynamo turbulente dans le temps, nous permettant de mesurer expérimentalement son taux de croissance réel.