Un estudio experimental realizado por el laboratorio Laplace con la Universidad de California en Los 脕ngeles muestra c贸mo el movimiento de rotaci贸n de un plasma puede provocar la rotaci贸n de la onda que se propaga en 茅l. Estos resultados se publican en la revista
Physical Review Letters.
La propagaci贸n de una onda luminosa se modifica por el movimiento del medio en el que se propaga. El fen贸meno es conocido desde el siglo XIX, pero es dif铆cil de observar debido a la diferencia de escala entre la velocidad de la luz y la del medio en movimiento. Por eso, hasta ahora, solo hab铆a podido demostrarse en condiciones muy espec铆ficas donde la velocidad de la luz se ralentiza artificialmente.
Ilustraci贸n del fen贸meno de rotaci贸n de la imagen observado experimentalmente para una onda de Alfv茅n. La estructura transversal de la onda (l贸bulos azul y rojo) producida por la antena puede girarse en ambos sentidos controlando la rotaci贸n de la columna de plasma (nube de puntos).
漏 Renaud Gueroult et al. Unos investigadores del Laboratorio de plasma y conversi贸n de energ铆a (
Laplace, CNRS/Toulouse INP/Universidad de Toulouse), en colaboraci贸n con la Universidad de California en Los 脕ngeles (
UCLA), el Laboratorio de f铆sica de los 2 infinitos - Ir猫ne Joliot-Curie (
IJCLab, CNRS/Universidad de Paris-Saclay) y la
Universidad de Princeton, han observado por primera vez experimentalmente el arrastre de una onda por un medio natural en rotaci贸n, produciendo una rotaci贸n de imagen en un plasma.
El fen贸meno est谩 relacionado con la formaci贸n, en los plasmas, de variaciones del campo magn茅tico que adoptan la forma de ondas lentas. Estas ondas, cuya existencia hab铆a sido predicha por el astrof铆sico Hannes Alfv茅n a mediados del siglo XX, han sido posteriormente observadas en laboratorio y en el espacio.
Un plasma constituye por tanto un medio propicio para la observaci贸n del fen贸meno de arrastre de una onda, siempre que se pueda ponerlo en movimiento. Esto es lo que han conseguido los investigadores, quienes utilizaron el Large Plasma Device (LAPD) de la Universidad de California en Los 脕ngeles para poner un plasma en rotaci贸n, y observar en 茅l la rotaci贸n correspondiente de las ondas de Alfv茅n. El LAPD produce una columna de plasma de 20 metros de largo y 75 cent铆metros de di谩metro. El dispositivo implementado para este estudio se centr贸 en una secci贸n de cinco metros del equipo. En los extremos, por un lado, una antena que crea perturbaciones magn茅ticas generando ondas de Alfv茅n, por otro, un juego de electrodos que pone el plasma en movimiento de manera controlada. Los par谩metros del plasma y de la onda se miden en varios puntos de la secci贸n de la columna.
El fen贸meno observado es una rotaci贸n de la estructura transversal de la onda (su perfil de amplitud en el plano perpendicular a la direcci贸n de propagaci贸n), bajo el efecto de la rotaci贸n del plasma que atraviesa. El equivalente, si se utilizaran ondas en el dominio visible, de la rotaci贸n de una imagen (ver ilustraci贸n).
Estos estudios podr铆an abrir el camino a nuevos instrumentos para sondear la materia a distancia, ya sea en astrof铆sica o para el estudio de la fusi贸n nuclear. Tambi茅n permiten, a nivel fundamental, comprender mejor el acoplamiento de momento angular entre una onda y un medio en rotaci贸n. Est谩n previstas nuevas experimentaciones en el LAPD, para estudiar otros efectos del movimiento del plasma sobre la propagaci贸n de las ondas de Alfv茅n.
Fuente: CNRS INSIS