想象一下，將太陽召喚到你的研究實驗室，核心不斷核聚變的戲劇性和你超乎尋常的能量水平，如何使這種聚變能在地球上隨意有效地發(fā)生，這樣就永遠不用擔(dān)憂能源供應(yīng)的問題。

當(dāng)然，太陽實際上無法到達實驗室，它離實驗室太遠，大約9300萬英里，而且太大，直徑約864,000英里。

它的熱量也是巨大的，密度比地球上任何東西都高。這就是為什么它可以持續(xù)進行能量反應(yīng)，為地球上的生命提供動力。

圖1：用于研究慣性約束聚變，該聚變利用磁化壓力產(chǎn)生核聚變。

當(dāng)然，這并沒有阻止科學(xué)家追求核聚變。相反，他們發(fā)現(xiàn)了非凡的方法——使用強激光和氫燃料來產(chǎn)生極端條件。

比如如太陽核心的條件，在1毫米的小塑料膠囊中產(chǎn)生核聚變，這種方法被稱為“慣性約束聚變”。

這項工作的挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建一個能產(chǎn)生比建造它所需的更多聚變能量的系統(tǒng)。

其非常具有挑戰(zhàn)性，因為它需要在極端條件下進行高精度實驗，近幾十年來，研究人員在生產(chǎn)受控實驗室聚變所需的科學(xué)和技術(shù)方面取得了重大進展。

現(xiàn)在，特拉華大學(xué)(UD)的研究員ArijitBose和他的合作者正在尋求這種方法的一種變體，他們的工作最近發(fā)表在《PhysicalReviewLetters》上。

圖2：通過高功率激光驅(qū)動球的內(nèi)爆實現(xiàn)的慣性約束聚變的動畫演示。

他們將強大的磁場應(yīng)用于激光驅(qū)動的內(nèi)爆，這可能使他們能夠以以前在實驗中未探索過的方式控制聚變反應(yīng)。

UD物理和天文學(xué)系的助理教授Bose，在參觀了羅切斯特的激光能量學(xué)實驗室后，找到了研究重點——那里的激光被用來內(nèi)爆球形膠囊并產(chǎn)生等離子體，稱為“慣性約束聚變”。

他說:“聚變是地球上一切事物的動力，在地球上有一個微型太陽—一個毫米大小的太陽，這就是發(fā)生聚變反應(yīng)的地方?！?/p>

激光驅(qū)動的核聚變研究已經(jīng)存在了幾十年，始于1970年代的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室。

利弗莫爾現(xiàn)在擁有世界上最大的激光系統(tǒng)，有三個足球場那么大，那里進行的融合研究采用了一種間接方法。

激光被引導(dǎo)到一個100毫米大小的小金罐中，它們撞擊罐的內(nèi)表面產(chǎn)生X射線，然后擊中目標(biāo)——一個由冰凍的氘和氚組成的小球體，并將其加熱到太陽核心附近的溫度。

沒有什么能在這種情況下幸存下來，電子被從原子中剝離出來，而離子移動得如此之快以至于它們相互碰撞并融合。

2022年8月8日，利弗莫爾的研究人員報告了這項工作取得的令人印象深刻的新成果。

羅切斯特的OMEGA激光設(shè)備較小，用于測試直接驅(qū)動方法。該工藝不使用金罐，相反，激光直接擊中目標(biāo)球體。

核聚變需要極端條件，挑戰(zhàn)在于獲得比輸入更多的能量輸出，而磁場提供了推動，使這種方法具有變革性。

研究員對來自NASA太陽能計劃及其所有任務(wù)的數(shù)據(jù)進行研究和分析，進行實驗室天體物理實驗。在實驗室中，這些現(xiàn)象在空間和時間上都被縮小。

Bose說，這是科學(xué)的一個重要并迷人的部分，學(xué)生是國家實驗室勞動力發(fā)展過程中及其重要的部分，在這項科學(xué)和技術(shù)方面有經(jīng)驗的學(xué)生最終往往成為國家實驗室的科學(xué)家和研究人員。