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Físicos capturan el plasma más frío del mundo en una botella magnética

Físicos capturan el plasma más frío del mundo en una botella magnética

Físicos de la Universidad de Rice han descubierto una forma de capturar el plasma más frío del mundo en una botella magnética, un importante avance para comprender mejor este estado de la materia.

El plasma se trata del cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no tienen equilibrio electromagnético. Al tener características propias no encaja ni en sólido, líquido o gas. De hecho, constituye el estado de agregación más abundante en el Universo, y la mayor parte de la materia visible se encuentra en estado de plasma, la mayoría del cual es el enrarecido plasma intergaláctico, presente en las esttrellas o en los rayos. Ahora, científicos de la Universidad de Rice han hecho un importante avance para estudiarlo.

Este grupo de físicos han averiguado cómo capturar el plasma más frío del mundo en una botella magnética, un descubrimiento clave para mejorar nuestra comprensión de la energía limpia, el clima espacial y la astrofísica. Los investigadores hicieron un plasma de aproximadamente -272 grados Celsius (1 grado por encima del cero absoluto) mediante el uso de estroncio enfriado por láser y lo atraparon con la fuerza de los imanes circundantes, siendo la primera vez en la historia que un plasma ultrafrío ha sido confinado magnéticamente.

Los investigadores utilizaron una configuración magnética cuadrupolo muy similar a los diseños desarrollados por los investigadores de energía de fusión en la década de 1960. El desafío planteaba dos retos principales: en primer lugar, el plasma para la fusión debía ser de aproximadamente 2.7e + 8 ° F (150 millones de grados Celsius), y contenerlo magnéticamente es complejo puesto que los campos magnéticos pueden cambiar drásticamente en todo el plasma.

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“Uno de los principales problemas es mantener el campo magnético lo suficientemente estable durante el tiempo suficiente para contener realmente la reacción”, dijo Stephen Bradshaw, astrofísico de Rice especializado en fenómenos del plasma en el sol y coautor del estudio. “Tan pronto como hay un pequeño tipo de perturbación en el campo magnético, crece y la reacción nuclear se arruina. Para que funcione bien, tienes que mantener las cosas estables”, explica.  Este experimento de laboratorio es clave para desentrañar cómo las partículas interactúan con el campo.

Aunque los físicos no pudieron observar el escape del plasma del confinamiento magnético, lograron contenerlo durante al menos medio milisegundo, lo que no sería posible si no fuera por esta técnica innovadora, similar a una trampa. “Esto proporciona un banco de pruebas limpio y controlable para estudiar plasmas neutros en ubicaciones mucho más complejas, como la atmósfera del sol o las estrellas enanas blancas”, dijo el decano de Ciencias Naturales de Rice, Tom Killian, otro de los autores.

El siguiente paso tras este avance por parte del equipo será combinar campos magnéticos con láseres para crear trampas magnéticas aún mejores, abriendo el camino a muchos descubrimientos.

El estudio completo ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.

Fuente | Interesting Engineering

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Sobre el autor

Andrea Núñez-Torrón Stock

Licenciada en Periodismo y creadora de la revista Literaturbia. Entusiasta del cine, la tecnología, el arte y la literatura.