Como todos os projetos de reatores de fusão, as máquinas tokamaks-em forma de denutas que limitam o plasma usando os campos magnéticos-os desafios para os teóricos. Um desses desafios é entender por que as simulações numéricas às vezes subsenham a largura de uma região turbulenta entre a borda e o núcleo do plasma. Usando um modelo de primeiros princípios, Mingyun Cao e Patrick Diamond na Universidade da Califórnia, San Diego, atribuíram a discrepância às instabilidades no limite externo do plasma, que não foram totalmente contabilizadas até agora (1). Os pesquisadores dizem que o controle dessas instabilidades pode melhorar o confinamento plasmático e ajudar a aproximar a fusão sustentada da realidade.
Em um tokamak superb, o limite externo do plasma é definido por um gradiente nítido em temperatura e densidade. O CAO e o Diamond consideraram uma instabilidade de limite conhecida como um evento de relaxamento de gradiente, no qual o plasma da borda se divide em “Blobs” em movimento externo e “vazios”. Os blobs foram estudados extensivamente no contexto de interações plasmáticas -paredes, mas apenas recentemente os avanços nos diagnósticos experimentais tornaram possível rastrear o movimento interno dos vazios.
Os pesquisadores construíram um modelo no qual esses vazios foram tratados como partículas grandes e coerentes. À medida que os vazios semelhantes a partículas se movem através do plasma, eles geram oscilações conhecidas como ondas de deriva de plasma. Essa geração de ondas é análoga à emissão de radiação eletromagnética por uma partícula carregada que se transfer mais rápido que a velocidade da luz em um meio. Cao e Diamond descobriram que essas ondas de deriva podem energizar a turbulência native, levando à formação de uma ampla camada turbulenta. Usando seu modelo, os pesquisadores calcularam a largura desta camada turbulenta. Agora eles estão trabalhando para comparar seus cálculos com dados experimentais.
–Rachel Berkowitz
Rachel Berkowitz é uma editora correspondente para Revista de Física com sede em Vancouver, Canadá.
Referências
M. Cao e Ph Diamond, “Física do acoplamento de núcleo de borda por propagação de turbulência interna”. Phys. Rev. Lett.134235101 (2025).
