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超冷等離子體首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)磁約束有助于推動(dòng)對(duì)清潔能源
、太空天氣和天體物理學(xué)的研究

2021-03-15 17:02:24來源：科技日?qǐng)?bào)

據(jù)《物理評(píng)論快報(bào)》近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)萊斯大學(xué)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種將世界上最冷的等離子體捕獲在磁瓶中的方法

。這項(xiàng)技術(shù)成就有助于推動(dòng)對(duì)清潔能源

、太空天氣和天體物理學(xué)的研究。

作為在最極端的環(huán)境中和特定條件下形成的電子和離子的濃湯

，等離子體本質(zhì)上是很難觀察到的

。但萊斯大學(xué)自然科學(xué)系主任湯姆·基利安表示：“要了解太陽(yáng)風(fēng)如何與地球相互作用，或如何通過核聚變產(chǎn)生清潔能源

，就必須了解等離子體在磁場(chǎng)中的行為

。”

研究團(tuán)隊(duì)在最新實(shí)驗(yàn)中使用的等離子體被描述為世界上最冷的等離子體，其溫度比絕對(duì)零度高約1℃

，即-272℃。這種超冷等離子體一旦產(chǎn)生便迅速膨脹

，在幾千分之一秒內(nèi)完全消散

。研究團(tuán)隊(duì)使用所謂的四極磁體裝置，最終將超冷等離子體捕獲并保持在百分之一秒的時(shí)間

。

在聚變反應(yīng)堆中

，等離子體流被加熱到高達(dá)1.5億攝氏度的溫度，并用磁體穩(wěn)定以產(chǎn)生電能

。保持等離子體足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使這些反應(yīng)發(fā)生

，是追求清潔核聚變能的關(guān)鍵

。研究人員表示

，能在一個(gè)非常原始的實(shí)驗(yàn)室等離子體中觀察事物，有助于更好地理解粒子如何與磁場(chǎng)相互作用

。

基利安稱

，該項(xiàng)成果為研究更復(fù)雜環(huán)境(例如太陽(yáng)大氣層或白矮星)中的中性等離子體提供了一個(gè)潔凈可控的試驗(yàn)臺(tái)。太陽(yáng)物理學(xué)家此前很少能清楚地觀察到太陽(yáng)大氣中的特定特征

，因?yàn)椴糠执髿鈱游挥谙鄼C(jī)與這些特征之間

，其中無關(guān)的現(xiàn)象會(huì)掩蓋他們想要觀察的事物

。而瓶裝超冷等離子體提供了新途徑

，使他們能研究太陽(yáng)風(fēng)中的等離子體與地球磁場(chǎng)碰撞時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，或研究太陽(yáng)大氣中的特殊特征

。

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：超冷等離子體

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