I ricercatori del Caltech hanno costruito un modello di circuito del plasma in laboratorio,
Per effettuare l’analisi, i fisici hanno costruito un vuotocamera con doppi elettrodi all'interno. Hanno caricato un condensatore e poi hanno fatto passare l’energia attraverso gli elettrodi per creare un anello in miniatura della corona solare. L'intero processo è stato registrato su una fotocamera che scatta 10 milioni di immagini al secondo. Ogni ciclo è durato circa 10 μs e ha dato come risultato la formazione di un anello lungo 20 cm e con un diametro di circa 1 cm che, nonostante sia molto più piccolo di quello solare, ha una struttura identica a quella reale.
Somiglianze tra eruzioni solari reali (in alto) e di laboratorio (in basso). Immagine: Bellan Lab, Caltech
Lo studio ha dimostrato che i circuiti della corona solarenon sono un'unica struttura, ma piuttosto fili intrecciati frattalmente, simili a una grande corda. “Se tagli un pezzo di corda, vedrai che è costituito da intrecci di singoli fili. Separa questi singoli fili e vedrai che sono trecce di fili ancora più fini e così via. I loop di plasma funzionano esattamente allo stesso modo", afferma Yang Zhang, coautore dello studio.
Gli scienziati hanno scoperto che una tale struttura è importante pergenerazione di particelle ad alta energia e raggi X durante un brillamento solare. Il plasma è un forte conduttore elettrico. Ma quando troppa corrente cerca di passare attraverso il circuito della corona solare, la struttura subisce un cambiamento. Si forma una curva nell'anello: instabilità sotto forma di cavatappi, di conseguenza, i singoli fili iniziano a rompersi. In questo caso, ogni thread alleggerisce il carico su quelli rimanenti.
Simulazione in laboratorio di un brillamento solare. Immagine: Bellan Lab, Caltech
Studiando il processo microsecondo per microsecondo,gli scienziati hanno notato il picco di tensione negativa associato all'esplosione di raggi X proprio quando il filamento si è rotto. Questa variazione di tensione è simile alla caduta di pressione che si verifica al restringimento di un tubo dell'acqua. Il campo elettrico di questo picco di tensione accelera le particelle cariche a energie estreme, e quindi, mentre rallentano, vengono emessi raggi X.
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In copertina: una simulazione di un loop di plasma sulla superficie del Sole. Immagine: Bellan Lab, Caltech