Wanneer ringvormige elektromagneten in lineaire opstellingen worden opgesteld, ze kunnen magnetische velden produceren die lijken op een buis met een kegel aan elk uiteinde - een structuur die geladen deeltjes afstoot die een kegel binnenkomen langs hun naderingspad. Aangeduid als 'magnetische spiegels', deze apparaten staan ​​sinds de jaren vijftig bekend als een relatief gemakkelijke manier om plasma op te sluiten, maar ze hebben ook bewezen inherent lek te zijn. In een studie gepubliceerd in EPJ D , natuurkundigen onder leiding van Wen-Shan Duan aan de Northwest Normal University, en Lei Yang aan de Chinese Academie van Wetenschappen, zowel in Lanzhou, China, laten zien dat deze plasmalekken kunnen worden geminimaliseerd als aan specifieke voorwaarden wordt voldaan. Met behulp van computersimulaties, de fysici analyseerden de dynamische eigenschappen van een hoogenergetische protonplasmastraal in een magnetische spiegel en verfijnden de simulatie-instellingen om de opsluiting te maximaliseren.

Ten eerste, Duan, Yang en hun collega's varieerden de 'spiegelverhouding' - gedefinieerd als het sterkste magnetische veld in de spiegel (aan het uiteinde van elke kegel), gedeeld door het zwakste veld (op het oppervlak van de buis). Ze ontdekten dat hogere spiegelverhoudingen, die kan worden bereikt met behulp van fijn afgestemde elektromagneetconfiguraties, kwam direct overeen met langere opsluitingstijden en lagere verliespercentages. Ten tweede, het team ontdekte dat de begincondities van de plasmastraal zelf een belangrijk effect hadden, inclusief de dichtheid, temperatuur, snelheid, en traject. Wanneer elk van deze eigenschappen werd geoptimaliseerd, de gesimuleerde hoogenergetische straal bewoog zich in een strak spiraalpatroon in de spiegel, zorgen voor maximale opsluiting.

De inzichten die door het team van Duan en Yang zijn verzameld, kunnen een decennia oud probleem oplossen van lage plasma-opsluitingstijden en hoge verliespercentages in magnetische spiegels. Dit zou ze ideaal kunnen maken voor intrigerende nieuwe deeltjesfysica-experimenten, met inbegrip van de productie en opsluiting van antiwaterstofatomen en elektron-positronplasma's, evenals de vertraging van hoogenergetische antiprotonen.