Dispersión del cinturón de radiación recreada en el laboratorio

El flujo de electrones en los cinturones de radiación de la Tierra pueden variar a veces en un factor de 100.000 en cuestiòn de horas. Los científicos espaciales suponen que esos rápidos cambios se deben parcialmente a la dispersión de electrones a partir de los llamadas ondas de plasma en modo whistler en la magnetosfera de la Tierra con frecuencias en el rando de kilohercios. Una primera observación experimental de este proceso de dispersión, recreado en el laboratorio, ha sido presentado recientemente.

Los cinturones de radiación de Van Allen son dos regiones en forma de donut, en las cuales las partículas cargadas hacen espirales a lo largo de las líneas de campo magnético de la Tierra. El cinturón exterior puede variar dramáticamente, especialmente durante las tormentas geomagnéticas. Un posible factor que contribuye a esta variación es la interacción resonante de electrones con las ondas whistler cuyas frecuencias coinciden con la frecuencia de giro de los electrones. Sin embargo, verificar esta hipótesis ha sindo dificil porque el cambio en la trayectoria del electrón es muy pequeña en el experimento del laboratorio.

El equipo de investigadores han logrado observar la dispersión de electrones en ondas whistler por primera vez. En el interior del LAPD en el UCLA, han generado un haz de 5 kilo electrón voltio electrones, el cual forma una espiral a lo largo de las líneas de campo magnéticas de la máquina antes de llegar al detector con una pequeña entrada del tamaño de un alfiler. Este hueco filtró los electrones entrantes dependiendo del ángulo de paso de su trayectoria helicoidal. A continuación los investigadores indujeron ondas whistler en el plasma LAPD con una radio antena y observaron una caída en el número de electrones. La caída era consistente con el cambio esperado en el ángulo de paso a partir de la dispersión de las ondas whistler hacia afuera. Los autores esperan que esta verificación ayude a interpretar los datos que provienen de satélites, tales como la recientemente lanzadas sondas Van Allen que están estudiando el entorno de radiación de la Tierra.

Via Physics.aps