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Plasmoide

Plasmoide natural producido en la cola magnética cercana a la Tierra por reconexión magnética

Un plasmoide es una estructura coherente de plasma y campos magnéticos . Los plasmoides se han propuesto para explicar fenómenos naturales como los rayos globulares , [1] [2] las burbujas magnéticas en la magnetosfera , [3] y los objetos en las colas de los cometas, [4] en el viento solar, [5] [6] en la atmósfera solar, [7] y en la capa de corriente heliosférica . Los plasmoides producidos en el laboratorio incluyen configuraciones de campo invertido , esferomaks y en focos de plasma denso .

La palabra plasmoide fue acuñada en 1956 por Winston H. Bostick (1916-1991) para significar una "entidad plasmática-magnética": [8]

El plasma no se emite como una masa amorfa, sino en forma de toro . Nos tomaremos la libertad de llamar a esta estructura toroidal plasmoide, palabra que significa entidad plasmática-magnética. La palabra plasmoide se empleará como término genérico para todas las entidades plasmáticas-magnéticas.

Características de los plasmoides

Bostick escribió: [8]

Los plasmoides parecen ser cilindros de plasma alargados en la dirección del campo magnético. Poseen un momento magnético medible, una velocidad de traslación medible, un campo eléctrico transversal y un tamaño medible. Los plasmoides pueden interactuar entre sí, aparentemente reflejándose unos en otros. También se puede hacer que sus órbitas se curven una hacia la otra. Se puede hacer que los plasmoides se detengan en espiral si se los proyecta en un gas a una presión de aproximadamente 10 −3 mm Hg. También se puede hacer que los plasmoides se aplasten entre sí en fragmentos. Hay algunas pruebas escasas que apoyan la hipótesis de que sufren fisión y poseen espín.

Un plasmoide tiene una presión interna que se origina tanto de la presión del gas del plasma como de la presión magnética del campo. Para mantener un radio de plasmoide aproximadamente estático, esta presión debe equilibrarse con una presión de confinamiento externa. En un vacío sin campo, por ejemplo, un plasmoide se expandirá y disipará rápidamente.

Se han formado plasmoides en descargas con intensidades de campo magnético local del orden de 16.000 Tesla. [9]

Aplicaciones cósmicas

Bostick aplicó su teoría de los plasmoides a los fenómenos astrofísicos . En su artículo de 1958, [10] aplicó transformaciones de similitud de plasma a pares de plasmoides disparados desde un cañón de plasma ( dispositivo de enfoque de plasma denso ) que interactúan de tal manera que simulan un modelo temprano de formación de galaxias. [11] [12]

Notas al pie

  1. ^ Silberg, Paul A. (noviembre de 1962). «Rayos en bola y plasmoides». Journal of Geophysical Research . 67 (12): 4941–4942. Bibcode :1962JGR....67.4941S. doi :10.1029/JZ067i012p04941.
  2. ^ Friday, DM; Broughton, PB; Lee, TA; Schutz, GA; Betz, JN; Lindsay, CM (3 de octubre de 2013). "Más información sobre la naturaleza de los plasmoides de presión atmosférica similares a los rayos globulares". The Journal of Physical Chemistry A . 117 (39): 9931–40. Bibcode :2013JPCA..117.9931F. doi :10.1021/jp400001y. PMID  23767686.
  3. ^ Hones, EW, Jr., "La cola magnética - Su generación y disipación", (1976) Física de entornos planetarios solares ; Actas del Simposio Internacional sobre Física Solar-Terrestre , Boulder, Colorado, 7 al 18 de junio de 1976. Volumen 2.
  4. ^ Roosen, RG; Brandt, JC, "Posible detección de plasmoides en colisión en la cola del cometa Kohoutek" (1976), Estudio de los cometas , Actas del Coloquio de la UAI 25, celebrado en Greenbelt, Maryland, del 28 de octubre al 1 de noviembre de 1974. Editado por BD Donn, M. Mumma, W. Jackson, M. A'Hearn y R. Harrington. National Aeronautics and Space Administration SP 393, 1976., p.378
  5. ^ Lemaire, J.; Roth, M. (1981). "Diferencias entre plasmoides de viento solar y filamentos magnetohidrodinámicos ideales". Ciencia planetaria y espacial . 29 (8): 843–849. Código Bibliográfico :1981P&SS...29..843L. doi :10.1016/0032-0633(81)90075-1.
  6. ^ Wang, S.; Lee, LC; Wei, CQ; Akasofu, S.-I., Un mecanismo para la formación de plasmoides y ondas de torsión en la capa de corriente heliosférica (1988) Solar Physics (ISSN 0038-0938), vol. 117, no. 1, 1988, p. 157-169.
  7. ^ Cargill, PJ; Pneuman, GW, "El balance energético de los plasmoides en la atmósfera solar" (1986), Astrophysical Journal , Parte 1 (ISSN 0004-637X), vol. 307, 15 de agosto de 1986, pág. 820-825.
  8. ^ ab Bostick, Winston H (1956). "Estudio experimental de materia ionizada proyectada a través de un campo magnético". Physical Review . 104 (2): 292–299. Código Bibliográfico :1956PhRv..104..292B. doi :10.1103/physrev.104.292.
  9. ^ "Análisis teórico del concepto de toroide espiral electrónico" (PDF) .
  10. ^ Bostick, Winston H., "Posible simulación hidromagnética de fenómenos cósmicos en el laboratorio" (1958) Cosmical Gas Dynamics , Actas del Simposio n.° 8 de la IAU. Editado por Johannes Martinus Burgers y Richard Nelson Thomas. Unión Astronómica Internacional. Simposio n.° 8, pág. 1090
  11. ^ WL Laurence, "Un físico crea el universo en un tubo de ensayo", New York Times , pág. 1, 12 de diciembre de 1956.
  12. ^ Bostick, WH, "Qué estructuras de plasma producidas en laboratorio pueden contribuir a la comprensión de las estructuras cósmicas tanto grandes como pequeñas" (1986) IEEE Transactions on Plasma Science (ISSN 0093-3813), vol. PS-14, diciembre de 1986, pág. 703-717.

Referencias

Enlaces externos