In de zoektocht naar overvloedige schone energie, wetenschappers over de hele wereld kijken naar fusie-energie, waar isotopen van waterstof samen een groter deeltje vormen, helium, en daarbij komen grote hoeveelheden energie vrij. Om fusiecentrales effectief te laten zijn, echter, wetenschappers moeten een manier vinden om de overgang van lage naar hoge opsluiting op gang te brengen, of "LH-overgang" in het kort. Na een L-H overgang, de plasmatemperatuur en -dichtheid nemen toe, meer vermogen produceren.

Wetenschappers observeren dat de L-H-overgang altijd wordt geassocieerd met zonale plasmastromen. theoretisch, zonale stromen in een plasma bestaan ​​uit zowel een stationaire stroom met een frequentie die bijna nul is als een stroom die oscilleert met een hogere frequentie, de geodetische akoestische modus (GAM), dat is een globale geluidsgolf van het plasma. Voor de eerste keer, onderzoekers van de Hefei University of Technology hebben GAM op twee verschillende punten tegelijk in de reactor gedetecteerd. Deze nieuwe experimentele opstelling zal een nuttig diagnostisch hulpmiddel zijn voor het onderzoeken van de fysica van zonale stromen, en hun rol in de L-H-transitie. De onderzoekers rapporteren deze bevindingen in een nieuw artikel gepubliceerd in Fysica van plasma's .

Zonale stromingen komen overal voor waar turbulentie is, zoals in een fusie-apparaat of in de atmosfeer van een planeet. "De meest bekende zonale stromen in de natuur zijn misschien wel de bekende Jovische gordels en zones, waardoor Jupiter eruitziet als een kleurrijk, meerlagige cake, " zei Ahdi Liu, een auteur op papier. In fusieplasma's, zonale stromingen zijn cruciaal voor het reguleren van turbulentie en deeltjestransport in de reactor. "Met de geleidelijke verbetering van diagnostische technologie, zonale stromen in fusieplasma zijn de afgelopen twee decennia een onderzoekshotspot geworden, ' zei Liu.

Bij deze experimenten onderzoekers gebruikten de Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), een magnetische fusie-energiereactor in Hefei, China. Ze installeerden twee Doppler-reflectometers aan verschillende kanten van EAST, die met hoge precisie fluctuaties in turbulentie en plasmadichtheid kan detecteren. De gedetecteerde GAM had een toonhoogte van F, vijf octaven boven de middelste C.

Eerder, onderzoekers van ASDEX-U, het fusie-onderzoeksapparaat van het Max Plank Institute of Plasma Physics, een soortgelijk systeem gebruikt om GAM te detecteren, maar ze maten het plasma op een enkele locatie, waardoor de opstelling gevoelig is voor interferentie. "Dit nadeel is de belangrijkste motivatie voor het gebruik van twee sets Doppler-reflectometers, "Zei Liu. "We zouden de GAM-informatie kunnen 'zuiveren' door de metingen van de twee locaties te vergelijken."

De metingen op de twee punten kwamen niet helemaal overeen, waaruit blijkt dat elke reflectometer ook informatie oppikte van niet-zonale stromen. "Het is absoluut noodzakelijk om nauwkeurige informatie over zonale stromen te extraheren uit multipoint-metingen, " zei Liu. Met beide metingen, ze konden duidelijk aantonen dat GAM in wisselwerking stond met de turbulentie in de omgeving. Vooruit gaan, de onderzoekers gaan de rol van zonale stromingen in turbulentie en turbulent transport binnen EAST verder onderzoeken.