När ringformade elektromagneter sätts upp i linjära arrangemang, de kan producera magnetfält som liknar ett rör med en kon i varje ände - en struktur som avvisar laddade partiklar som kommer in i en kon tillbaka längs deras väg. Kallas för 'magnetiska speglar', dessa enheter har varit kända för att vara ett relativt enkelt sätt att begränsa plasma sedan 1950 -talet, men de har också visat sig i sig läcka. I en studie publicerad i EPJ D. , fysiker under ledning av Wen-Shan Duan vid Northwest Normal University, och Lei Yang vid Chinese Academy of Sciences, både i Lanzhou, Kina, visar att dessa plasmaläckage kan minimeras om specifika villkor är uppfyllda. Med hjälp av datasimuleringar, fysikerna analyserade de dynamiska egenskaperna hos en högenergiprotonplasmastråle i en magnetisk spegel och finjusterade simuleringsinställningarna för att maximera dess inneslutning.

För det första, Duan, Yang och deras kollegor varierade 'spegelförhållandet' - definierat som det starkaste magnetfältet i spegeln (vid spetsen av varje kon), dividerat med det svagaste fältet (på rörets yta). De fann att högre spegelförhållanden, som kan uppnås med finjusterade elektromagnetkonfigurationer, motsvarade direkt längre inneslutningstider och lägre förlustnivåer. För det andra, laget fann att de initiala förhållandena för själva plasmastrålen hade en viktig effekt, inklusive dess densitet, temperatur, hastighet, och bana. När var och en av dessa egenskaper optimerades, den simulerade högenergistrålen rörde sig i ett snävt spiralmönster i spegeln, säkerställa maximal inneslutning.

De insikter som samlats in av Duan och Yangs team kan lösa ett decennier gammalt problem med låga plasmainhållningstider och höga förlustfrekvenser i magnetiska speglar. Detta kan göra dem idealiska för spännande nya partikelfysiska experiment, inklusive produktion och inneslutning av väteatomer och elektronpositronplasma, liksom retardationen av antiprotoner med hög energi.