實驗室第一次過冷等離子體磁約束
美國萊斯大學(xué)(Rice University)的物理學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)了一種用磁瓶捕捉世界上最冷等離子體的方法。這一技術(shù)成就有助于推動清潔能源、太空天氣和天體物理學(xué)的研究。
等離子體是在最極端的環(huán)境和特定條件下形成的一大團電子和離子，本質(zhì)上是很難觀察到的。但賴斯大學(xué)自然科學(xué)系主任湯姆·基利安(Tom Killian)說："為了了解太陽風(fēng)如何與地球相互作用，或者了解太陽風(fēng)如何通過核聚變產(chǎn)生清潔能源，有必要了解等離子體在磁場中的行為。
該團隊在最近的實驗中使用的等離子體被描述為世界上最冷的等離子體，其溫度約高于絕對零度1℃，即-272℃。過冷等離子體一旦產(chǎn)生，它就會迅速膨脹，并在幾百萬年內(nèi)完全消散。利用所謂的四極磁鐵裝置，該團隊最終捕獲并保存了1%的過冷等離子體。
在聚變反應(yīng)堆中，等離子體流被加熱到1.5億攝氏度的溫度，然后用磁鐵穩(wěn)定下來產(chǎn)生電能。保持等離子體足夠長的時間來產(chǎn)生這些反應(yīng)，是追求清潔核聚變能的關(guān)鍵。研究人員說，能夠在非常原始的實驗室等離子體中觀察物體有助于更好地了解粒子如何與磁場相互作用。
基利安說，研究結(jié)果為在更復(fù)雜的環(huán)境(如太陽大氣或白矮星)中研究中性等離子體提供了一個干凈可控的實驗平臺。太陽物理學(xué)家以前很少能清楚地觀察到太陽大氣的具體特征，因為有些大氣在相機和這些特征之間，而不相關(guān)的現(xiàn)象掩蓋了他們想要觀察的東西。瓶裝過冷等離子體為研究太陽風(fēng)中等離子體對地球磁場的反應(yīng)，或者研究太陽大氣的特殊特性提供了一種新的途徑。
