Récemment, une équipe de recherche de l’Université d’Osaka a démontré avec succès la génération de champs magnétiques d’ordre mégatesla (MT) by way of des simulations de particules tridimensionnelles sur l’interaction laser-matière. La power des champs magnétiques MT est 1 à 10 milliards de fois as well as forte que celle du géomagnétisme (,3 à, 5 G), et ces champs ne devraient être observés qu’à proximité immédiate des corps célestes tels que les étoiles à neutrons ou les trous noirs. Ce résultat devrait faciliter une expérience ambitieuse pour atteindre des champs magnétiques d’ordre MT en laboratoire, qui est actuellement en cours.
Depuis le 19ème siècle, les scientifiques se sont efforcés d’atteindre les champs magnétiques les furthermore élevés en laboratoire. À ce jour, le champ magnétique le plus élevé observé en laboratoire est de l’ordre du kilotesla (kT). En 2020, Masakatsu Murakami de l’Université d’Osaka a proposé un nouveau schéma appelé implosions de microtubes (MTI) pour générer des champs magnétiques extremely-élevés sur l’ordre MT. L’irradiation d’un cylindre creux de la taille d’un micron avec des impulsions laser ultra-intenses et ultracourtes génère des électrons chauds avec des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Ces électrons chauds lancent une implosion à symétrie cylindrique des ions de la paroi interne vers l’axe central. Un champ magnétique pré-ensemencé appliqué de l’ordre du kilotesla, parallèle à l’axe central, courbe les trajectoires des ions et des électrons dans des directions opposées en raison de la power de Lorentz. Près de l’axe cible, ces trajectoires courbées d’ions et d’électrons forment collectivement un fort courant de spin qui génère des champs magnétiques d’ordre MT.
Dans cette étude, l’un des membres de l’équipe, Didar Shokov, a mené de nombreuses simulations en trois proportions à l’aide du superordinateur “OCTOPUS” du Cybermedia Middle de l’Université d’Osaka. En conséquence, une loi d’échelle distincte a été trouvée concernant les performances de génération des champs magnétiques par MTI et des paramètres externes tels que l’intensité laser appliquée, l’énergie laser et la taille de la cible.
“Notre simulation a montré que les champs magnétiques ultra-élevés de mégatesla, que l’on pensait impossibles à réaliser sur terre, peuvent être obtenus à l’aide de la technologie laser d’aujourd’hui. La loi d’échelle et le comportement temporel détaillé des champs magnétiques dans la cible devraient faciliter les expériences de laboratoire utilisant le système laser Peta-watt « LFEX » à l’Institut d’ingénierie laser de l’Université d’Osaka, qui sont actuellement en cours », a déclaré Murakami.