Investigation of the Compression of Magnetized Plasma and Magnetic Flux

La présente recherche étudie la physique fondamentale se produisant pendant le flux magnétique et la compression du plasma magnétisé par implosion du plasma. Ce sujet est pertinent pour de nombreuses études en laboratoire et sur les plasmas spatiaux. Récemment, il a suscité un intérêt particulier en raison des progrès réalisés dans la production de plasmas à haute densité d'énergie dans le cadre d'expériences axées sur la fusion, basées sur l'approche de la compression par plasma magnétisé.

La configuration étudiée se compose d'une coque cylindrique à gaz soufflé avec champ magnétique axial pré-encastré qui pré-remplit l'espace entre l'anode et la cathode. Par la suite, un courant axial pulsé traverse le plasma et génère un champ magnétique azimutal qui comprime le plasma et le champ magnétique axial qui y est intégré.

L'évolution et la distribution des champs magnétiques axiaux et azimutaux constituent un paramètre clé pour la compréhension de la physique se produisant pendant la compression du plasma magnétisé. Ici, pour la toute première fois, les deux champs sont mesurés simultanément en utilisant des méthodes spectroscopiques non invasives basées sur les propriétés de polarisation de l'effet Zeeman. Ces mesures révèlent des résultats inattendus de la distribution du courant et de la nature de l'équilibre entre les champs axial et azimutal. Ces observations montrent qu'une grande partie du courant ne circule pas dans le plasma en implosion, mais qu'il circule plutôt à travers un plasma de faible densité se trouvant à de grands rayons. Le développement d'une configuration de courant sans force est suggéré pour expliquer ce phénomène. Des observations inattendues dans le cadre d'expériences de plus grande puissance sur le plasma magnétisé en implosion, y compris des structures inexpliquées récemment observées dans l'expérience de fusion inertielle de la gaine magnétisée, pourraient être reliées à la présente découverte.