Les physiciens ont reproduit le type de champ gravitationnel trouvé sur ou près du Soleil en utilisant des ondes sonores à l’intérieur d’une sphère de plasma chaud, créant un champ de type gravitationnel capable de surmonter les effets de la gravité terrestre qui pourraient bloquer de telles expériences.
La surface visible du Soleil – la photosphère – est une mer bouillonnante et orageuse de plasma convectif. Le plasma est simplement un gaz ionisé – un gaz dans lequel les atomes sont privés d’un électron, ce qui leur donne une charge électrique. Le plasma chaud monte des profondeurs du Soleil dans la photosphère, tandis que le plasma plus froid descend où il se réchauffe à nouveau et finit par retourner dans la photosphère.
Ce mouvement convectif est radial, vers l’extérieur du centre du Soleil, mais essayer de reproduire les champs de plasma radiaux sur Terre se heurte à un gros problème : la gravité de notre planète se dirige vers la Terre, plutôt que vers le centre du champ de plasma dans le expérience de laboratoire. .
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(Crédit image : ESA)
Étant donné qu’une grande partie de notre compréhension de la météo spatiale commence par une compréhension du comportement du plasma et des champs magnétiques dans la photosphère, il est important d’avoir une compréhension claire de ces processus convectifs radiaux. Dans le passé, les scientifiques ont eu recours à l’envoi d’expériences dans l’espace à bord de la navette spatiale pour s’éloigner de la gravité interférente de la Terre.
Désormais, des physiciens dirigés par John Kulakis à l’UCLA ont pu contourner la gravité terrestre en créant une force radiale similaire à la gravité à l’intérieur du Soleil à l’aide d’ondes sonores.
« Les champs sonores agissent comme la gravité, du moins en ce qui concerne la convection du gaz », a déclaré Koulakis dans un communiqué. (s’ouvrira dans un nouvel onglet).
L’équipe de Kulakis a rempli une sphère de verre rotative de 1,2 pouces (3 centimètres) de diamètre avec un plasma d’atomes de soufre. Les micro-ondes ont ensuite été utilisées pour chauffer le plasma jusqu’à 5 000 degrés Fahrenheit (2 760 degrés Celsius) et créer des ondes acoustiques à symétrie sphérique qui agissaient sur le plasma avec une force radiale similaire à la gravité dans le Soleil, avec la « gravité » la plus forte au centre de le plasma. sphère.
« En utilisant le son généré par les micro-ondes dans une ampoule sphérique à plasma chaud, nous avons créé un » champ gravitationnel « qui est 1 000 fois plus fort que la gravité terrestre », a déclaré Koulakis.
L’application du son pour créer cette gravité effective a provoqué le déplacement du plasma chaud du centre radialement vers l’extérieur vers la surface intérieure de la sphère de verre, provoquant une « instabilité convective » qui reproduit les flux de plasma convectif qui, sur le Soleil, transportent le plasma chaud dans la photosphère et faire couler le plasma plus froid. Cela fonctionne parce que les ondes sonores exercent des pressions différentes sur le plasma en fonction de la température du plasma, tirant le plasma plus froid vers le centre de la sphère, où il se réchauffe et remonte.
« Nous avons montré que notre système de son généré par micro-ondes produisait une » gravité « si forte que la gravité terrestre n’était pas un facteur », a déclaré le co-auteur de l’étude Seth Putterman de l’Université de Californie à Los Angeles, dans le même communiqué. . « Nous n’avons plus besoin de voler dans l’espace pour mener ces expériences. »
L’étude a été publiée le 1er janvier. 20 en lettres d’examen physique (s’ouvrira dans un nouvel onglet).
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