據(jù)物理學家組織網(wǎng)8月7日（北京時間）報道，一個由英、美、德等國家研究人員組成的國際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），首次對極熱、致密物質(zhì)進行了受控研究，實驗結(jié)果推翻了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(nèi)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(nèi)部的運行機制，這一結(jié)果將對許多領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。相關(guān)論文發(fā)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，首次實現(xiàn)了等離子物理學中的基本實驗。實驗結(jié)果與目前科學家用了半個世紀的模型并不符合?！癤射線激光非常關(guān)鍵，我們無法在別的地方進行這種實驗。”研究小組領(lǐng)導、牛津大學的賈斯廷?瓦克說。

      LCLS為實驗提供了特需條件：用于檢測極端現(xiàn)象的嚴格受控的環(huán)境，能量可精確調(diào)整的激光束和精確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(zhì)行為，構(gòu)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(huán)境產(chǎn)生的效果，發(fā)現(xiàn)模型預測與我們的實驗數(shù)據(jù)不符。但返回到更早的1963年的模型時，卻符合得相當好?？蛇@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?！斑@個問題以前沒有人能準確地測出來?！毕Ｈ鹂怂顾f。

      研究人員指出，最新分析解釋了在聚變實驗和有著超濃聚聯(lián)合原子內(nèi)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(guān)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(jié)，可能對聚變模型的某些方面帶來改進。

      瓦克說，希望這一發(fā)現(xiàn)能在等離子物理學界產(chǎn)生“重要影響”。在許多領(lǐng)域中，用1963年的模型更容易做出改進?！拔覀儾荒苷f，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?！?/P>

    總編輯圈點

      等離子態(tài)在宇宙中最為常見，因為恒星中的物質(zhì)普遍處于等離子態(tài)??氣體在極度高溫下，電子脫離了原子核的束縛，等離子體就產(chǎn)生了。但對于遍布宇宙的這種物質(zhì)狀態(tài)，人們對之的理解還非常有限。等離子體太變幻莫測了，科學家?guī)缀鯚o法預知，稍長一點的時間段里，它會如何變化。正因為如此，研發(fā)實用的托卡馬克核聚變裝置，很大程度上就是對等離子體的研究和利用。此次新技術(shù)手段的應用，幫助科學家確定了幾個關(guān)鍵的物理值，讓人們對等離子體的運動規(guī)律更有把握。