p As forças magnéticas se propagam por todo o universo, desde os campos ao redor dos planetas até os gases que preenchem as galáxias, e pode ser iniciado por um fenômeno chamado efeito bateria de Biermann. Agora, cientistas do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) descobriram que esse fenômeno pode não apenas gerar campos magnéticos, mas pode separá-los para acionar a reconexão magnética - uma descoberta notável e surpreendente. p O efeito bateria Biermann, uma possível semente para os campos magnéticos que permeiam nosso universo, surge nos plasmas - o estado da matéria composta de elétrons livres e núcleos atômicos - quando a temperatura e a densidade do plasma estão desalinhadas. A parte superior desses plasmas pode ser mais quente do que a parte inferior, e a densidade pode ser maior no lado esquerdo do que no direito. Esse desalinhamento dá origem a uma força eletromotriz que gera uma corrente que leva a campos magnéticos. O processo tem o nome de Ludwig Biermann, um astrofísico alemão que o descobriu em 1950.

p Revelado por meio de simulações de computador

p As novas descobertas revelam por meio de simulações de computador um papel até então desconhecido para o efeito Biermann que poderia melhorar a compreensão da reconexão - o rompimento e a reconexão violenta de linhas de campo magnético em plasmas que dão origem às luzes do norte, erupções solares e tempestades espaciais geomagnéticas que podem interromper o serviço de telefonia celular e redes elétricas na Terra.

p Os resultados "fornecem uma nova plataforma para replicar em laboratório a reconexão observada em plasmas astrofísicos, "disse Jackson Matteucci, Aluno de pós-graduação no Programa de Física dos Plasmas do PPPL e autor principal da descrição do processo em Physical Review Letters. Os co-autores do artigo incluem seus orientadores de tese, Will Fox do PPPL e Amitava Bhattacharjee, chefe do Departamento de Teoria do PPPL, e pesquisadores de outros laboratórios.

p As simulações modelaram resultados publicados de experimentos na China que estudaram plasma de alta densidade de energia (HED) - matéria sob pressão extrema, tal como existe no centro da Terra. Os experimentos, em que PPPL não desempenhou nenhum papel, usaram lasers para explodir um par de bolhas de plasma de um alvo de metal sólido. Simulações do plasma tridimensional traçaram a expansão das bolhas e os campos magnéticos que o efeito Biermann criou, e rastreou a colisão dos campos para produzir a reconexão magnética.

p As simulações mostraram que a temperatura aumentou nas linhas de campo reconectadas e inverteu o papel do efeito Biermann que originou as linhas. Por causa do pico, o efeito Biermann destruiu as linhas de campo magnético que havia criado, cortando-os como uma tesoura cortando um elástico. Os campos fatiados se reconectaram a jusante, longe do ponto de reconexão original. "Esta é a primeira simulação a mostrar a reconexão magnética mediada por bateria de Biermann, "Matteucci disse." Este processo nunca tinha sido conhecido antes. "

p Rastreando bilhões de íons e elétrons

p A modelagem dos experimentos HED exigiu o rastreamento de bilhões de íons e elétrons interagindo uns com os outros e com os campos elétricos e magnéticos que seu movimento criou, nas chamadas simulações cinéticas 3-D. Os pesquisadores realizaram essas simulações no supercomputador Titan no DOE Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF) no Oak Ridge National Laboratory.

p Os cientistas, desde então, modelaram um experimento britânico e estão trabalhando em simulações de experimentos realizados no Laboratório de Energia a Laser (LLE) da Universidade de Rochester e no National Ignition Facility do Lawrence Livermore National Laboratory.