Grupo de Magneto-hidrodinámica de la Universidad de Navarra

Experimentos

Los experimentos que están actualmente en fase de proyecto o de explotación se pueden dividir en dos categorías. En la primera tenemos los flujos muy dirigidos, con una hidrodinámica prefijada, y en la segunda tenemos experimentos con flujos donde el campo de velocidades puede evolucionar libremente.

Dentro de la primera categoría se sitúan los dos únicos que por el momento han mostrado el efecto dinamo, Riga y Karlsruhe. Ambos dieron sus primeros resultados positivos en el año 2000 [1,2], y a causa de las restricciones en la hidrodinámica, no es posible encontrar la retroacción del campo magnético sobre el de velocidades. Estas configuraciones reciben el nombre de dinamos inhomogéneas.

El experimento de Riga (Letonia) consiste en una realización del flujo de Ponomarenko [3]. En él, una turbina impele el sodio fundido dentro de un tubo de 25cm de diámetro y 3m de largo, proporcionándole un movimiento helicoidal. El retorno se produce por el exterior dentro de una camisa de 10cm de grosor con un flujo paralelo al eje. El experimento de Karlsruhe (Alemania) está basado en el flujo de Roberts [4], que en esencia es un flujo de Ponomarenko a pequeña escala (diámetro 20cm, altura 80cm) repetida en una matriz cuadrada en el plano perpendicular al eje. Ambas mostraron un gran acuerdo entre las simulaciones en códigos cinemáticos y los resultados experimentales. A causa de la limitación en la evolución de v, no se pueden observar efectos como la dinámica de B, las inversiones, etc.

Dentro de la segunda categoría, experimentos con flujos libres o dinamos homogéneas, ningún experimento se ha visto coronado por el éxito. Hay diversos grupos repartidos por el mundo que plantean el problema desde diferentes puntos de vista.

En Estados Unidos hay tres experimentos, uno en Madison, Wisconsin [5], con un flujo en una esfera, que por ahora todavía no ha funcionado con sodio. Otro grupo trabaja en Maryland [6], y ha probado diferentes configuraciones, todas con resultado negativo. Por último en Nuevo México hay un grupo que tiene en fase de estudio un experimento basado en un flujo de tipo Taylor-Couette.

En Europa hay al menos tres grupos trabajando, además de Riga y Karlsruhe. En Perm, Rusia [7], están probando un toro de sodio al que se hace rotar rápidamente, para frenarlo de golpe, e inducir un flujo helicoidal con ayuda de pantallas. En Francia hay dos grupos, uno en Grenoble [8] que acaba de construir un pequeño volumen de 30 litros de sodio con el que hacer pruebas de MHD, pero donde es difícilmente factible llegar al umbral del efecto dinamo, y otro en Cadarache [9], donde hay un montaje de von Kármán con aproximadamente 300---400 litros de sodio.

[1] A. Gailitis et al., Phys. Rev. Lett. 84 (2000) p. 4365.
[2] R. Stieglitz, U. MŸller, Phys. Fluids 13 (2001) p. 561.
[3] Yu.B. Ponomarenko, J. Appl. Mech. Tech. Phys. 14 (1973) p. 775.
[4] G.O. Roberts, Phil. Trans. Roy. Soc. London A 271(1972) p. 411.
[5] http://aida.physics.wisc.edu/
[6] http://complex.umd.edu/
[7] http://www.icmm.ru/index.html
[8] http://perso.ens-lyon.fr/jean-francois.pinton/VKSWEB/vks_main.html

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