As estruturas magnéticas resultantes de uma instabilidade de plasma prevista pelo físico Erich Weibel cerca de 50 anos atrás foram evidenciadas em escalas surpreendentemente grandes em um plasma movido a laser na prestigiosa revista. Física da Natureza . Essa instabilidade também deve operar em ambientes astrofísicos, onde é considerada responsável pela aceleração dos raios cósmicos e pela emissão de fótons gama nas famosas "explosões de raios gama".

Julien Fuchs, um graduado do Institut national de la recherche scientifique (INRS) e um pesquisador do Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI) na França, Professor Patrizio Antici do INRS, um especialista em aceleração de partículas movida a laser, e o professor emérito Henri Pépin do INRS conseguiram medir os campos magnéticos produzidos pelas instabilidades de Weibel dentro de um plasma movido a laser, um gás ionizado. Seus resultados foram publicados em 1º de junho em Física da Natureza .

Os pesquisadores usaram a técnica de radiografia de prótons para visualizar esse fenômeno extremamente rápido. "Nossos prótons acelerados pela interação laser-plasma são capazes de obter uma sequência de imagens de fenômenos eletromagnéticos muito rápidos, durando apenas alguns picossegundos e com uma resolução de alguns mícrons. Isso nos permite sondar instabilidades com precisão incomparável por outras técnicas de imagem, "relata Patrizio Antici, que fez sua tese sob a supervisão do Professor Fuchs, ele próprio anteriormente sob a direção do Professor Pépin.

Essas três gerações de pesquisadores recriaram um 'modelo em pequena escala' de fenômenos astrofísicos em laboratório, irradiando um alvo com um laser intenso. As flutuações magnéticas geradas pela interação podem ser sondadas por prótons em uma série de filmes sensíveis, produzindo uma sequência de imagens mostrando a evolução temporal das estruturas magnéticas.

A interpretação e modelagem dessas estruturas foram conduzidas por Laurent Gremillet e Charles Ruyer, físicos do Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternativas (CEA). Após vários anos de trabalho árduo, combinando modelagem teórica e simulações numéricas avançadas, destacaram o crescimento de duas variantes da instabilidade de Weibel de acordo com a região do plasma onde se desenvolvem.

Com lasers mais poderosos, os pesquisadores serão capazes de reproduzir e analisar fenômenos astrofísicos ainda mais extremos com resolução incomparável.