Los microtúbulos explotan hacia campos magnéticos megatesla
Las simulaciones de supercomputadoras 3D de alta resolución revelan la estructura 3D de campos magnéticos a escala de micrones teóricamente esperados, lo que permite a los ingenieros diseñar mejor las condiciones del láser y apuntar a las estructuras para futuros experimentos con láser.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka ha demostrado recientemente la generación de campos magnéticos de orden de megasella (MT) utilizando simulaciones de partículas en 3D de interacciones material-láser.
Los campos magnéticos de MT son entre 1 y 10 mil millones de veces más fuertes que el geomagnetismo (0,3-0,5 G), y solo se espera que se vean cerca de cuerpos celestes como estrellas de neutrones o agujeros negros.
Este resultado debería facilitar un ambicioso experimento in vitro para investigar campos magnéticos del orden de MT, que está actualmente en curso.
Los científicos se han esforzado por alcanzar los campos magnéticos más altos en el laboratorio desde el siglo XIX.
El campo magnético más alto medido en el laboratorio está en el rango de kilotesla (kT).
Masakatsu Murakami de la Universidad de Osaka ha propuesto un nuevo esquema para generar campos magnéticos ultra altos del orden de MT llamados explosiones de microtúbulos (MTI). [1, 2] en el año 2020.
Cuando un cilindro hueco del tamaño de una micra se irradia con pulsos de láser de intensidad ultra alta y muy cortos, se generan electrones calientes con velocidades cercanas a la velocidad de la luz.
Los iones de la pared interior explotan de forma cilíndrica simétricamente hacia el eje central como resultado de los electrones calientes.
La fuerza de Lorentz dobla las trayectorias de iones y electrones en direcciones opuestas cuando se aplica un campo magnético de una disposición de kilotesla pre-sembrada paralela al eje central.
Estas trayectorias curvas de iones y electrones forman una fuerte corriente que circula cerca del eje objetivo, generando campos magnéticos del orden de MT.
Uno de los miembros del equipo, Deidar Shukov, utilizó la supercomputadora «OCTOPUS» del Centro Cybermedia de la Universidad de Osaka para realizar extensas simulaciones en 3D para este estudio.
Como resultado, se descubrió una ley de escala distinta que relaciona el rendimiento de generación de campo magnético del MTI con parámetros externos como la intensidad del láser aplicado, la potencia del láser y el tamaño del objetivo.
«Nuestras simulaciones muestran que la tecnología láser actual puede producir campos magnéticos ultra altos, que antes se pensaba que eran imposibles de lograr en la Tierra».
«Los experimentos de laboratorio que utilizan el sistema láser LFEX de Peta-vatios en el Instituto de Ingeniería Láser de la Universidad de Osaka, que están actualmente en curso, deben estar respaldados por la ley de la medición detallada y el comportamiento temporal de los campos magnéticos en el objetivo», dice Murakami. .
D Shokov, M Murakami y J. J. Honrubia, «Escalado láser para generar campos magnéticos megatesla por implosión de microtúbulos», alto …
Resumen de noticias de Brinkwire
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