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Plasmoide

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

Un plasmoide es una estructura coherente de plasma y campos magnéticos . Se han propuesto plasmoides para explicar fenómenos naturales como los rayos en bola , [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 el atmósfera solar, [7] y en la lámina actual heliosférica . Los plasmoides producidos en el laboratorio incluyen configuraciones de campo invertido , esferomas y 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 toroide . Nos tomaremos la libertad de llamar plasmoide a esta estructura toroidal, palabra que significa entidad plasma-magnética. La palabra plasmoide se empleará como término genérico para todas las entidades plasmamagnéticas.

Características del plasmoide

Bostick escribió: [8]

Los plasmoides parecen ser cilindros de plasma alargados en la dirección del campo magnético. Los plasmoides poseen un momento magnético mensurable, una velocidad de traslación mensurable, un campo eléctrico transversal y un tamaño mensurable. 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 giren en espiral hasta detenerse si se proyectan en un gas a una presión de aproximadamente 10 −3 mm Hg. También se puede hacer que los plasmoides se rompan entre sí en fragmentos. Hay escasa evidencia que respalde la hipótesis de que sufren fisión y poseen espín.

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

Los plasmoides se han formado en descargas con intensidades de campos magnéticos locales del orden de 16.000 Tesla. [9]

Aplicaciones cósmicas

Bostick pasó a aplicar 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 una pistola 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 a pie de página

  1. ^ Silberg, Paul A. (noviembre de 1962). "Relámpagos en bola y plasmoides". Revista de investigaciones geofísicas . 67 (12): 4941–4942. Código bibliográfico : 1962JGR....67.4941S. doi :10.1029/JZ067i012p04941.
  2. ^ Viernes, DM; Broughton, PB; Lee, TA; Schutz, Georgia; Betz, JN; Lindsay, CM (3 de octubre de 2013). "Más información sobre la naturaleza de los plasmoides de presión atmosférica similares a relámpagos". La Revista de Química Física A. 117 (39): 9931–40. Código Bib : 2013JPCA..117.9931F. doi :10.1021/jp400001y. PMID  23767686.
  3. ^ Hones, EW, Jr., "La cola magnética: su generación y disipación", (1976) Física de los 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 de IAU Colloq. 25, celebrada en Greenbelt, MD, del 28 de octubre al 1 de noviembre de 1974. Editado por BD Donn, M. Mumma, W. Jackson, M. A'Hearn y R. Harrington. Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio SP 393, 1976., p.378
  5. ^ Lemaire, J.; Roth, M. (1981). "Diferencias entre plasmoides de viento solar y filamentos magnetohidrodinámicos ideales". Ciencias planetarias y espaciales . 29 (8): 843–849. Código Bib : 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 retorcidas en la lámina de corriente heliosférica (1988) Física solar (ISSN 0038-0938), vol. 117, núm. 1, 1988, pág. 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". Revisión física . 104 (2): 292–299. Código bibliográfico : 1956PhRv..104..292B. doi :10.1103/physrev.104.292.
  9. ^ "Análisis teórico del concepto de toroide espiral de electrones" (PDF) .
  10. ^ Bostick, Winston H., "Posible simulación hidromagnética de fenómenos cósmicos en el laboratorio" (1958) Dinámica de gases cósmicos , Actas del Simposio de la IAU no. 8. Editado por Johannes Martinus Burgers y Richard Nelson Thomas. Unión Astronómica Internacional. Simposio núm. 8, pág. 1090
  11. ^ WL Laurence, "Un físico crea un universo en un tubo de ensayo", New York Times , p. 1, 12 de diciembre de 1956.
  12. ^ Bostick, WH, "Qué estructuras de plasma producidas en laboratorio pueden contribuir a la comprensión de estructuras cósmicas grandes y pequeñas" (1986) IEEE Transactions on Plasma Science (ISSN 0093-3813), vol. PS-14, diciembre de 1986, pág. 703-717.

Referencias

Ver también