O tokamak é uma câmara experimental que contém um gás de partículas com carga energética, plasma, para desenvolver a produção de energia a partir da fusão nuclear. A maioria dos tokamaks grandes cria o plasma com solenóides - grandes bobinas magnéticas que enrolam no centro dos vasos e injetam a corrente que inicia o plasma e completa o campo magnético que mantém o gás superquente no lugar. Mas os futuros tokamaks devem passar sem solenóides, que funcionam em pulsos curtos em vez de semanas ou meses, como as usinas de energia de fusão comerciais terão que fazer.

Simulações de computador recentes sugeriram um novo método para lançar o plasma sem usar solenóides. A modelagem de simulação mostra a formação de distintas, estruturas magnéticas que transportam correntes chamadas plasmóides que podem iniciar o plasma e completar o campo magnético complexo.

Tudo começa com linhas de campo magnético, ou loops, que sobem por uma abertura no chão do tokamak. À medida que as linhas de campo são eletricamente forçadas a se expandir para dentro do vaso, uma camada fina, ou folha, de corrente elétrica pode se formar. Por meio de um processo chamado reconexão magnética, a folha pode quebrar e formar uma série de plasmóides em forma de anel que são o equivalente magnético aos anéis de bolha criados pelos golfinhos.

Os plasmóides previstos computacionalmente foram confirmados com imagens de câmera rápida dentro do National Spherical Torus Experiment (NSTX), a principal instalação de fusão do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA; a instalação foi atualizada desde então. Os plasmóides se fundem para formar um grande anel que transporta até 400, 000 amperes de corrente, criando uma fase de inicialização de plasma dentro do tokamak.

Essa modelagem avançada de plasmóides também levou a outra descoberta importante:as condições sob as quais um grande volume de fechamento de linha de campo e corrente máxima de inicialização podem ser alcançados com a atualização do National Spherical Torus Experiment (NSTX-U).

Estruturas semelhantes a plasmóides também são observadas na natureza, como durante eventos solares eruptivos. A formação plasmóide global observada no tokamak lança uma nova luz sobre o processo de reconexão magnética e o mecanismo de gatilho de erupções solares. Esses achados também revelam que a mesma reconexão mediada por plasmóide que ocorre no espaço tem um papel importante a desempenhar no fechamento das linhas do campo magnético e na inicialização do plasma no NSTX-U.