Recientemente, el equipo de investigación de fusión nuclear y plasma del Instituto Franco-Chino de Ingeniería y Tecnología Nuclear de la Universidad Sun Yat-sen ha logrado un progreso innovador en el estudio del proceso de autoorganización en plasma débilmente magnetizado. Los resultados relacionados, titulados "Three-Dimensional Helical-Rotating Plasma Structures in Beam-Generated Partially Magnetized Plasmas", se publicaron en línea en la prestigiosa revista internacional "Physical Review Letters".

El equipo descubrió que, bajo la restricción de un campo magnético axial, el plasma puede formar espontáneamente una nueva estructura tridimensional helicoidal rotatoria, revelando sus características evolutivas y mecanismos de formación, proporcionando un nuevo ángulo de análisis para observaciones experimentales existentes.

El fenómeno de autoorganización en plasma débilmente magnetizado es un problema científico clave en la investigación de física de plasma. Estudios previos consideraban que este tipo de plasma formaba principalmente estructuras bidimensionales de radios angulares, pero el equipo, a través de un estudio sistemático de las características del plasma débilmente magnetizado generado por la ionización de haces de electrones, descubrió que puede desarrollarse espontáneamente en un modo colectivo tridimensional helicoidal rotatorio. La investigación indica que el proceso de autoorganización de esta estructura helicoidal tridimensional es principalmente causado por la inestabilidad Diocotron excitada por efectos de cizalladura. El equipo estableció además un modelo analítico y realizó trabajos iniciales de verificación experimental, revelando un nuevo modo de estructura angular en plasma débilmente magnetizado y sus mecanismos físicos. Esta investigación tiene un significado importante para la aplicación de plasma de haces de electrones débilmente magnetizado en campos como el grabado, la modificación de superficies de materiales y los propulsores eléctricos.

Se informa que el profesor adjunto Jian Chen del Instituto Franco-Chino de Ingeniería y Tecnología Nuclear es el primer autor y coautor correspondiente del artículo, el profesor Zhubin Wang y el profesor adjunto Yi Yu son coautores correspondientes, y el Dr. Andrew T. Powis de la Universidad de Princeton y el profesor Igor D. Kaganovich son coautores. Este trabajo de investigación fue financiado por el Fondo Nacional de Ciencias Naturales de China, el Fondo de Ciencias Naturales de Guangdong y el Plan Nacional de Investigación y Desarrollo Clave.