Os cientistas descobriram uma nova maneira de classificar o plasma magnetizado, o que pode levar a avanços na criação de fusão termonuclear controlada. Uma descoberta de físicos teóricos do Laboratório de Física do Plasma de Princeton (PPPL) mostrou que o plasma magnetizado tem 10 fases únicas, e as transições entre elas podem ser de grande importância para o desenvolvimento prático.
Os pesquisadores descobriram que os limites ou transições espaciais entre as diferentes fases suportam excitações de ondas localizadas.
"Essas descobertas podem levar a possíveis aplicações de excitações exóticas no espaço e em plasmas de laboratório", disse Icheng Fu, principal autor de um artigo na Nature Communications que descreve o estudo. "O próximo passo é explorar o que esses estímulos podem fazer e como eles podem ser usados."
Possíveis aplicações:
As possíveis aplicações incluem o uso de excitações para criar corrente em um plasma de fusão magnética ou a facilitação da rotação do plasma em experimentos de fusão.
No entanto, "nosso artigo não aborda nenhuma aplicação prática", disse o físico Hong Qin, co-autor do artigo. “O documento é a teoria básica, e a tecnologia seguirá o entendimento teórico”.
Na verdade, “a descoberta de 10 fases no plasma marca um grande avanço na física do plasma”, disse Qin. “O primeiro e mais importante passo em qualquer empreendimento científico é a classificação dos objetos em estudo. Qualquer novo esquema de classificação levará a uma melhoria em nossa compreensão teórica e ao subsequente desenvolvimento de tecnologia. "
Hong Qin cita a descoberta dos principais tipos de diabetes como exemplo do papel que a classificação desempenha no progresso científico. “No desenvolvimento de terapias para diabetes, os cientistas descobriram que existem três tipos principais”, disse ele. "Os médicos agora podem tratar efetivamente as pessoas com diabetes."
A fusão termonuclear, que cientistas de todo o mundo estão se esforçando para produzir na Terra, combina elementos leves na forma de plasma - um estado quente e carregado de matéria composto de elétrons livres e núcleos atômicos, que constituem 99 por cento do universo visível - para liberar grandes quantidades de energia. A fusão pode servir como uma fonte segura e limpa de energia para gerar quantidades ilimitadas de eletricidade.
As fases do plasma que os cientistas do PPPL descobriram são tecnicamente conhecidas como "fases topológicas", que indicam as formas de onda suportadas pelo plasma. Esta propriedade única da matéria foi descoberta pela primeira vez na física da matéria condensada na década de 1970 - uma descoberta pela qual o físico Duncan Haldane, da Universidade de Princeton, recebeu o Prêmio Nobel de 2016.
Confiável e original:
As ondas de plasma localizadas criadas por transições de fase são estáveis e intrínsecas porque são "protegidas topologicamente", dizem os cientistas. "A descoberta de que essa excitação protegida topologicamente existe no plasma magnetizado é um grande passo à frente e pode ser usada em aplicações práticas."
O progresso mais importante neste artigo é a consideração do plasma com base em suas propriedades topológicas e a determinação de suas fases topológicas. Com base nessas fases, os cientistas determinam a condição necessária e suficiente para a excitação de ondas localizadas.
“Quanto a como esse progresso pode ser usado para facilitar a pesquisa de energia de fusão, precisamos descobrir”, dizem os pesquisadores.
Um artigo sobre a descoberta foi publicado na Nature Communications.
2021-07-20 19:32:21
Autor: Vitalii Babkin