極熱致密等離子體研究結果*舊模型
一個由英、美、德等國家研究人員組成的研究小組利用美國斯坦福直線加速器中心(SLAC)的直線加速器連貫光源(LCLS)，對極熱、致密物質進行了受控研究，實驗結果*了50年來人們廣泛接受的模型，此模型用于解釋致密等離子體內的離子行為及其相互影響。從研究核聚變作為能源到理解恒星內部的運行機制，這一結果將對許多領域產生重要影響。相關論文發表在本周出版的《物理評論快報》上。
研究人員利用LCLS的X射線檢測了極熱致密等離子體的詳細屬性，實現了等離子物理學中的基本實驗。實驗結果與目前科學家用了半個世紀的模型并不符合。“X射線激光非常關鍵，我們無法在別的地方進行這種實驗。”研究小組領導、牛津大學的賈斯廷·瓦克說。
LCLS為實驗提供了特需條件：用于檢測現象的嚴格受控的環境，能量可調整的激光束和檢測特殊固體密度的等離子體屬性的方法。改變X射線的光子能量，能生成等離子體并對其進行探測。研究人員用X射線射擊超薄鋁箔，生成了固體密度的鋁等離子體，并用復雜的算法和計算機代碼來模擬超熱物質行為，構建出聚變過程模型。論文作者、牛津大學奧蘭多·希瑞克斯塔說，我們將這些代碼用于1966年以來就一直在用的舊模型中，模擬等離子環境產生的效果，發現模型預測與我們的實驗數據不符。但返回到更早的1963年的模型時，卻符合得相當好。可這一模型并沒有得到廣泛接受。
在此過程中，他們還確定了將電子擊出等離子體的高電荷原子需要多少能量。“這個問題以前沒有人能準確地測出來。”希瑞克斯塔說。
研究人員指出，分析解釋了在聚變實驗和有著超濃聚聯合原子內核的恒星釋放能量過程中的一些重要問題，這一過程中，隨著相關電子軌道的重疊，緊壓在一起的原子會失去自主能力。隨著深入研究獲得更多細節，可能對聚變模型的某些方面帶來改進。
瓦克說，希望這一發現能在等離子物理學界產生“重要影響”。在許多領域中，用1963年的模型更容易做出改進。“我們不能說，當前的每個模型在任何條件下對任何事物都管用。希望人們能回顧這一問題，看它們是否符合更精細的條件。”
極熱致密等離子體研究結果*舊模型
