模仿太陽內部發生的極端反應是是核聚變研究人員的目標，讓它們產生熱量以保持反應的進行併產生清潔、無限的能量是科學界皇冠上的明珠。研究人員最近向這一目標邁出了重要一步，實現了自我加熱的“燃燒等離子體”，而現在，他們在對該等離子體的仔細審視的時候發現了其中離子的奇怪的、無法解釋的行為。

自2009年以來，國家點火設施（NIF）的科學家們一直在追求核聚變，使用192個鐳射器陣列向一個約為球形軸承大小的燃料囊發射高能脈衝。這粒燃料是由氘和氚組成的，用突如其來的強熱將其湮滅，使獨立的原子融合成氦，在此過程中釋放出巨大的能量。

在一個理想的世界裡，核聚變研究人員將讓這些核聚變反應作為熱源，摒棄鐳射，讓他們相遇為自己提供能量，成為一個自我維持的能源。今年1月，NIF的科學家們發表了研究報告，其中他們詳細介紹了實現這一夢想的重要步驟，調整了他們的技術以創造一個自我持續的“燃燒等離子體”。

儘管燃燒的等離子體只存在了幾納秒，但這項研究是該領域的首創，也是核聚變研究這一分支——即慣性約束核聚變（ICF）的重要進展。對這種燃燒的等離子體的新分析現在顯示出它以一種意想不到的方式表現出來，其中的離子顯示出比模型預測的能量更高。

新論文的主要作者阿拉斯泰爾-摩爾說：“這意味著經歷核聚變的離子在最高效能的轟擊中帶來了比預期更多的能量，這是用於模擬ICF內爆的正常輻射流體力學程式碼所不能預測的。”

科學家們將離子出乎意料的高能行為比作多普勒效應，就像你可能聽到警笛在汽車接近、經過，然後駛向遠方時的變化一樣。該團隊說，需要更先進的模擬來正確地充實起作用的過程，但這樣做可以為今後的聚變設施設計提供關鍵的見解。

該團隊寫道：“瞭解這種偏離流體力學行為的原因可能對實現穩健和可重複的點火很重要。”

這項研究發表在《自然-物理》雜誌上。

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https：//www。nature。com/articles/s41567-022-01809-3