Læsning mellem linjerne i stærkt turbulente plasmaer

Plasma, den ioniserede tilstand af stof, der findes i stjerner, er stadig ikke helt forstået, hovedsagelig på grund af dens ustabilitet. Astrofysikere har længe søgt at udvikle modeller, der kan redegøre for de turbulente bevægelser inde i plasma, baseret på at observere linjeformer udsendt af atomer og ioner i plasmaet. Turbulenser opdages typisk ved observation af udvidede linjer på grund af Doppler -effekten, ligner princippet bag radar.

I en ny undersøgelse offentliggjort i EPJ D. , Roland Stamm fra CNRS og Aix-Marseille University, Frankrig, og kolleger udvikler en iterativ simuleringsmodel, der præcist forudsiger, for første gang, ændringerne af linjeformen i nærvær af stærk plasmaturbulens.

Ultimativt, forfatterne sigter mod at tilvejebringe et system til vurdering af plasmaturbulens, der er gyldigt for både en stjernestemning og ITER -tokamak designet til at generere fusionsenergi. Linjeformer bruges i vid udstrækning som et kraftfuldt diagnostisk værktøj til påvisning af turbulenser i stabile gasser og plasmaer. I mange år nu, astrofysikere har udviklet og anvendt modeller, der måler effekten af ​​turbulente bevægelser i udvidelsen af ​​linjeformer på grund af Doppler -effekten. Sådanne modeller bruges nu også til at forstå turbulensens rolle i plasma skabt til at høste energi fra fusion.

I dette studie, forfatterne gennemgår virkningerne af stærk turbulens på linjeformerne, når plasmaet udsættes for en ekstern energikilde, såsom en stråle af ladede partikler. Deres model tegner sig for virkningen af ​​et elektrisk felt på et brintatom, der udsættes for stærk turbulens i et plasma, og efterfølgende udfører numeriske simuleringer for forskellige lavdensitetsplasmaer, i sidste ende bestemme, at bredden af ​​brintledningen stiger i nærvær af stærk turbulens forbundet til den eksterne energikilde, formet som en sekvens af solitoner. Under sådanne forhold, linjeformerne viser tilstedeværelsen af ​​bølger, der oscillerer ved plasmafrekvensen. Elektrostatiske bølger oplever en cyklus, hvorunder de stiger til meget høje intensiteter, før de forsvinder og reformeres, trækker energi fra driverstrålen.