Dans une casserole de soupe bouillante, les courants bouillonnants transportent la chaleur vers les parois, et la soupe refroidit. Dans un tokamak — une immense bouteille magnétique pour le plasma — il se passe la même chose : les tourbillons de turbulence emportent l'énergie vers l'extérieur, empêchant d'allumer la réaction de fusion. Mais parfois, le plasma semble trouver tout seul le moyen de se calmer. Une fine couche de rotation rapide apparaît autour de lui — comme un film invisible à la surface de la soupe qui cesse de laisser sortir la chaleur. C'est cela, la mystérieuse transition L-H, que les physiciens tentent d'expliquer depuis plus de quarante ans.

La nouvelle simulation tridimensionnelle a montré pour la première fois comment les ondes électromagnétiques dans le plasma (cette fameuse turbulence) engendrent elles-mêmes ce flux de confinement. Les tourbillons, en se heurtant les uns aux autres, se mettent à tourner en synchronie dans une même direction — et créent un courant puissant qui éteint les petites ondulations. Le plus surprenant : l'effet dépend de la direction du champ magnétique. Si le champ est « dans le sens du courant », la transition se produit avec une puissance de chauffage plus faible. La raison réside dans une infime brisure de la symétrie temporelle due aux collisions entre particules. C'est comme une cuillère dans une soupe bouillante qui se mettrait à tourner toute seule, mais seulement si on la tient de la main droite, pas de la main gauche.

Les auteurs ont établi des lois de similarité — de simples relations mathématiques qui relient la puissance de chauffage seuil à la densité du plasma et à d'autres paramètres. Il s'est avéré que ces formules fonctionnent mieux que les précédentes, obtenues par simple ajustement sur des expériences. Désormais, les ingénieurs peuvent calculer à l'avance combien d'énergie il faudra au futur réacteur pour que le plasma « verrouille » lui-même la chaleur à l'intérieur. Et c'est l'une des étapes clés pour que l'énergie de fusion devienne une réalité.