Une première : des champs magnétiques astrophysiques recréés en laboratoire

Nathalie Mayer, Journaliste
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Planètes, étoiles et même galaxies. La plupart de ces objets possèdent un champ magnétique. Le résultat, très certainement, de mouvements de métaux ou de plasmas dans leur cœur. Une sorte d’effet « dynamo ». Et des chercheurs de l’université de Rochester (États-Unis) ont aujourd’hui réussi à recréer, en laboratoire, les conditions dans lesquelles le mécanisme de « dynamo turbulente » se déclenche. Le mécanisme justement considéré comme étant au cœur de la création et de l’entretien des champs magnétiques astrophysiques. Plus précisément, de leur amplification.

La théorie et les simulations prédisent une amplification « dynamo turbulente » rapide à de très petites échelles par rapport aux mouvements turbulents. Mais comprendre comment et à quelle vitesse les champs magnétiques sont amplifiés à des échelles macroscopiques est essentiel pour expliquer l’origine des champs magnétiques astrophysiques.

Gros plan sur le dispositif expérimental utilisé par les chercheurs de l’université de Rochester (États-Unis) pour produire un plasma turbulent. Chaque cible a une taille d’environ un penny. © Eugene Kowaluk, Université de Rochester
Gros plan sur le dispositif expérimental utilisé par les chercheurs de l’université de Rochester (États-Unis) pour produire un plasma turbulent. Chaque cible a une taille d’environ un penny. © Eugene Kowaluk, Université de Rochester

À l’origine des champs magnétiques à grande échelle

En mobilisant des faisceaux laser d’une puissance totale avoisinant celle de 10.000 réacteurs nucléaires, les chercheurs ont pu étudier un plasma à des niveaux d’énergie sans précédent tout en suivant son évolution dans le temps. Afin de mesurer expérimentalement son taux de croissance réel. En d’autres mots, quantifier la vitesse à laquelle une « dynamo turbulente » amplifie les champs magnétiques. Une donnée à laquelle ils n’avaient jusqu’alors pu accéder que par la théorie ou la simulation numérique.

« L’amplification que nous avons observée dépasse les prévisions théoriques. Elle pourrait aider à expliquer l’origine des champs magnétiques à grande échelle comme ceux que l’on trouve dans les amas de galaxies », explique Petros Tzeferacos, physicien à l’université de Rochester, dans un communiqué.

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