Mesurer les électrons issus d'une reconnexion magnétique à l'aide de lasers et de feuilles d'aluminium

Rapport du 17 janvier 2023

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par Bob Yirka, Phys.org

Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine, travaillant au Laboratoire national de physique des lasers de haute puissance de Shanghai, a effectué des mesures d'électrons accélérés à partir d'une reconnexion magnétique à l'aide de lasers et d'une feuille d'aluminium. Dans leur article publié dans la revue Nature Physics, le groupe décrit comment leurs travaux pourraient aider à mieux comprendre les éruptions solaires.

Giovanni Lapenta, de l'Université de Louvain, a publié un article New & Views dans le même numéro de revue décrivant à la fois le travail effectué par l'équipe en Chine et le travail effectué par une autre équipe internationale travaillant à l'installation OMEGA Extended Performance du Laboratoire d'Energétique Laser. à l'Université de Rochester qui a également publié ses travaux dans Nature Physics.

Des recherches antérieures ont montré que les éruptions solaires peuvent perturber les systèmes électroniques sur Terre. Cela a conduit les scientifiques à s’efforcer de mieux comprendre leur origine et éventuellement de les prédire afin que les gestionnaires des systèmes électriques puissent s’y préparer. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont concentré leurs efforts sur la reconnexion magnétique, dans laquelle deux champs magnétiques entrent en collision et, dans le cas du soleil, libèrent des quantités massives de rayonnement dans l'espace, visibles depuis la Terre sous forme d'éruptions solaires.

Plutôt que de tenter d’étudier directement de tels événements, comme l’ont fait d’autres chercheurs, cette équipe a cherché à recréer le processus à plus petite échelle dans un environnement de laboratoire. Ils suggèrent que recréer des événements dans leur laboratoire via des simulations permet de créer des modèles plus fiables pouvant être utilisés pour mieux prédire les événements que les modèles basés uniquement sur l'observation.

Leurs travaux s'appuient sur des expériences menées il y a 10 ans pour simuler des explosions magnétiques à la surface du soleil. Cette fois-ci, les chercheurs ont utilisé quatre lasers de grande puissance pour exciter un morceau de feuille d'aluminium, ce qui a entraîné la génération de bulles de plasma. Au fur et à mesure que les bulles de plasma grossissaient, elles entraient en collision les unes avec les autres, produisant une reconnexion magnétique que les chercheurs ont pu mesurer. Les expériences ont permis aux chercheurs de suivre les niveaux d’énergie dans le plasma et la vitesse à laquelle ils s’accélèrent. Ils s’attendent à ce que de telles données s’avèrent utiles pour déterminer les deux composantes à la surface du soleil lors de l’apparition d’éruptions cutanées.

Plus d'information: Yongli Ping et al, Reconnexion magnétique turbulente générée par des lasers intenses, Nature Physics (2023). DOI : 10.1038/s41567-022-01855-x

Giovanni Lapenta, Pouvoir des particules, Nature Physics (2023). DOI : 10.1038/s41567-022-01864-w

Informations sur la revue :Physique naturelle

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