Reconexão magnética, um processo universal que desencadeia explosões solares e luzes do norte e pode interromper o serviço de telefonia celular e experimentos de fusão, ocorre muito mais rápido do que a teoria diz que deveria. Agora, pesquisadores do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Instituto Max Planck de Física de Plasma da Alemanha descobriram uma fonte de aceleração em uma forma comum de reconexão. Suas descobertas podem levar a previsões mais precisas de danos ao clima espacial e melhores experimentos de fusão.

A reconexão ocorre quando as linhas do campo magnético no plasma - a coleção de átomos e elétrons carregados e núcleos atômicos, ou íons, que constituem 99 por cento do universo visível - convergem e se separam com força. Os elétrons que exercem um grau variável de pressão formam uma parte importante desse processo à medida que a reconexão ocorre.

A equipe de pesquisa descobriu que a variação na pressão do elétron se desenvolve ao longo das linhas do campo magnético na região que está sendo reconectada. Essa variação equilibra e impede que uma forte corrente elétrica dentro do plasma cresça fora de controle e interrompa o processo de reconexão. É esse ato de equilíbrio que possibilita uma reconexão rápida.

"O principal problema que abordamos é como a reconexão pode ocorrer tão rapidamente, "disse Will Fox, autor principal de um artigo que detalhou as descobertas em março na revista Cartas de revisão física . "Aqui, mostramos experimentalmente como a pressão do elétron acelera o processo."

A equipe de física construiu uma imagem do gradiente e outros parâmetros de reconexão a partir de pesquisas conduzidas no Experimento de Reconexão Magnética (MRX) no PPPL, o principal dispositivo de laboratório para estudar a reconexão. As descobertas marcaram a primeira confirmação experimental de previsões feitas por simulações anteriores realizadas por outros pesquisadores do comportamento de íons e elétrons durante a reconexão. "Os experimentos demonstram como o plasma pode sustentar um grande campo elétrico, evitando que uma grande corrente elétrica se acumule e pare o processo de reconexão, "disse Fox.

Entre as aplicações potenciais dos resultados:

• Previsões de tempestades espaciais. Reconexão magnética na magnetosfera, o campo magnético que envolve a Terra, pode desencadear "subtempestades" geomagnéticas que desabilitam as comunicações e os satélites de posicionamento global (GPS) e interrompem as redes elétricas. A compreensão aprimorada da reconexão rápida pode ajudar a localizar regiões onde o processo que desencadeia as tempestades está pronto para ocorrer.
• Mitigação do impacto. O aviso prévio de reconexão e as interrupções que podem ocorrer podem levar a medidas para proteger sistemas de satélite e redes elétricas sensíveis.
• Melhoria do desempenho da instalação de fusão. O processo observado no MRX provavelmente desempenha um papel fundamental na produção do que são chamadas de instabilidades "dente de serra", que podem interromper as reações de fusão. Compreender o processo pode abrir a porta para controlá-lo e limitar tais instabilidades. "Como dente de serra acontece tão rápido é um mistério que esta pesquisa ajuda a explicar, "disse Fox." Na verdade, foram as simulações de computador de colisões de dente de serra que primeiro vincularam a pressão do elétron à fonte de reconexão rápida. "