據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月7日（北京時(shí)間）報(bào)道，一個(gè)由英、美、德等國(guó)家研究人員組成的國(guó)際研究小組利用美國(guó)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(duì)極熱、致密物質(zhì)進(jìn)行了受控研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果推翻了50年來(lái)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(yùn)行機(jī)制，這一結(jié)果將對(duì)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(píng)論快報(bào)》上。

　　研究人員利用LCLS的X射線檢測(cè)了極熱致密等離子體的詳細(xì)屬性，首次實(shí)現(xiàn)了等離子物理學(xué)中的基本實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與目前科學(xué)家用了半個(gè)世紀(jì)的模型并不符合。“X射線激光非常關(guān)鍵，我們無(wú)法在別的地方進(jìn)行這種實(shí)驗(yàn)。”研究小組領(lǐng)導(dǎo)、牛津大學(xué)的賈斯廷·瓦克說(shuō)。

　　LCLS為實(shí)驗(yàn)提供了特需條件：用于檢測(cè)極端現(xiàn)象的嚴(yán)格受控的環(huán)境，能量可精確調(diào)整的激光束和精確檢測(cè)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(duì)其進(jìn)行探測(cè)。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(fù)雜的算法和計(jì)算機(jī)代碼來(lái)模擬超熱物質(zhì)行為，構(gòu)建出聚變過(guò)程模型。論文作者、牛津大學(xué)奧蘭多·希瑞克斯塔說(shuō)，我們將這些代碼用于1966年以來(lái)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(yù)測(cè)與我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符。但返回到更早的1963年的模型時(shí)，卻符合得相當(dāng)好。可這一模型并沒(méi)有得到廣泛接受。

　　在此過(guò)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。“這個(gè)問(wèn)題以前沒(méi)有人能準(zhǔn)確地測(cè)出來(lái)。”希瑞克斯塔說(shuō)。

　　研究人員指出，最新分析解釋了在聚變實(shí)驗(yàn)和有著超濃聚聯(lián)合原子內(nèi)核的恒星釋放能量過(guò)程中的一些重要問(wèn)題，這一過(guò)程中，隨著相關(guān)電子軌道的重疊，緊壓在一起的原子會(huì)失去自主能力。隨著深入研究獲得更多細(xì)節(jié)，可能對(duì)聚變模型的某些方面帶來(lái)改進(jìn)。

　　瓦克說(shuō)，希望這一發(fā)現(xiàn)能在等離子物理學(xué)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(jìn)。“我們不能說(shuō)，當(dāng)前的每個(gè)模型在任何條件下對(duì)任何事物都管用。希望人們能回顧這一問(wèn)題，看它們是否符合更精細(xì)的條件。”

　　總編輯圈點(diǎn)

　　等離子態(tài)在宇宙中最為常見(jiàn)，因?yàn)楹阈侵械奈镔|(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(duì)于遍布宇宙的這種物質(zhì)狀態(tài)，人們對(duì)之的理解還非常有限。等離子體太變幻莫測(cè)了，科學(xué)家?guī)缀鯚o(wú)法預(yù)知，稍長(zhǎng)一點(diǎn)的時(shí)間段里，它會(huì)如何變化。正因?yàn)槿绱?，研發(fā)實(shí)用的托卡馬克核聚變裝置，很大程度上就是對(duì)等離子體的研究和利用。此次新技術(shù)手段的應(yīng)用，幫助科學(xué)家確定了幾個(gè)關(guān)鍵的物理值，讓人們對(duì)等離子體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律更有把握。