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La Simons Foundation finance une collaboration sur les stellarators

With permision from [Hudson et al, Phys Lett A, 382, 2018]

With permision from [Hudson et al, Phys Lett A, 382, 2018]

Le Swiss Plasma Center participe à une collaboration internationale, financée par la Simons Foundation, ayant pour but de dévoiler les configurations magnétiques optimales des stellarators afin que leurs performances se rapprochent de celles des tokamaks – tout en gardant l’avantage de pouvoir plus facilement opérer en continu. L'optimisation vise à exploiter l'effet bénéfique de certaines symétries cachées qui peuvent être produites par des arrangements spécifiques des bobines magnétiques.

La Simons Foundation, fondation privée créée par le mathématicien milliardaire et philanthrope Jim Simons, a attribué un financement de 2M$ par an sur quatre ans à une collaboration internationale, à laquelle participe le physicien Joaquim Loizu du Swiss Plasma Center, pour développer un modèle numérique permettant d'optimiser la configuration des stellarators en exploitant les symmétries cachées.

Un stellarator est une machine torique ressemblant à un tokamak. Elle diffère cependant de celui-ci par la présence de bobines magnétiques non-planes, ce qui rend les stellarators non-symétriques toroidalement et donc plus complexes. Par contre, la structure particulière des bobines permet d'éviter la génération d’un courant dans le plasma, ­le rendant ainsi plus stable et plus facile à maintenir sur des longues durées. Historiquement, ces avantages ont été généralement obtenus au détriment des performances de la machine, notamment en termes de qualité du confinement. En effet, en brisant la symétrie toroidale des tokamaks, les stellarators ne confinent plus si bien les particules.

Des découvertes récentes ont montré que certaines symétries cachées dans la structure du champ magnétique des stellarators peuvent permettre d'atteindre un confinement proche de celui des tokamaks. Par exemple, si le champ magnétique n’a pas de symétrie mais son amplitude est constante le long d’un coordonnée spéciale appellée de Boozer, alors les particules sont confinées aussi bien que dans un tokamak.

Les sommes accordées par la Fondation Simons permettent de financer une équipe internationale et interdisciplinaire menée par l’université de Princeton et comprenant plusieurs universités aux États-Unis, Angleterre, Allemagne, Suisse, et Australie. Le physicien Joaquim Loizu du Swiss Plasma Center fait partie de l’équipe de chercheurs qui va développer un logiciel permettant d'optimiser la configuration 3D des stellarators en exploitant au mieux ces symétries cachées.