A correção de erros de 50 anos na matemática usada para entender como as ondas eletromagnéticas espalham os elétrons presos nos campos magnéticos da Terra levará a uma melhor proteção para a tecnologia no espaço.



“A descoberta destes erros ajudará os cientistas a melhorar os seus modelos de cinturões de radiação artificiais produzidos por explosões nucleares de grande altitude e como um evento como esse impactaria a nossa tecnologia espacial”, disse Greg Cunningham, cientista espacial do Laboratório Nacional de Los Alamos. "Isso nos permite fazer melhores previsões sobre qual poderia ser essa ameaça e a eficácia das estratégias de remediação do cinturão de radiação."

Os modelos heliofísicos são ferramentas importantes que os pesquisadores usam para compreender os fenômenos ao redor da Terra, como como os elétrons podem ficar presos no ambiente espacial próximo à Terra e danificar a eletrônica em ativos espaciais, ou como o campo magnético da Terra nos protege dos raios cósmicos e das partículas solares. vento.

Cunningham está particularmente interessado em estudar os cinturões de radiação de Van Allen porque eles fornecem um análogo natural aos cinturões de radiação artificiais que poderiam ocorrer após uma explosão nuclear em alta altitude.

“Em um cinturão de radiação artificial, os elétrons produzidos por uma explosão nuclear podem ficar presos no campo magnético da Terra da mesma forma que os cinturões de radiação que ocorrem naturalmente”, disse Cunningham. "Quando esses elétrons ficam presos no cinturão de radiação interno por muitos anos, eles podem destruir os satélites existentes e impossibilitar a implantação de novos."

Pesquisadores da comunidade heliofísica há muito usam a teoria quase linear, que explica a turbulência do plasma, para compreender a dispersão de partículas. Os modelos de simulação baseados na teoria desempenham um papel importante na compreensão de como proteger a tecnologia espacial.

Mas, através de sua pesquisa, Cunningham tentou redesenhar artigos baseados na teoria quase linear e descobriu erros na equação de longa data usada em toda a comunidade da física espacial.

"Em certos tipos de modelos, esse erro pode realmente impactar a resposta obtida; você pode obter diferenças de ordens de magnitude nas taxas de dispersão", disse Cunningham. "Agora, os pesquisadores que escreveram artigos nos últimos 20 ou 30 anos podem voltar e dar uma olhada e ver se isso afeta ou não o seu trabalho."

“O erro permaneceu desconhecido por tanto tempo simplesmente porque a comunidade científica não achava que os autores originais, que são pesquisadores altamente citados na área, poderiam ter cometido esse erro”, acrescentou.

O artigo de Cunningham detalhando os erros foi publicado recentemente no Journal of Geophysical Research:Space Physics .

Mais informações: Gregory S. Cunningham, Resolução de alguns problemas na aplicação da teoria quasilinear ao cálculo de coeficientes de difusão em heliofísica, Journal of Geophysical Research:Space Physics (2023). DOI:10.1029/2023JA031703
Fornecido pelo Laboratório Nacional de Los Alamos