萊斯大學(xué)科學(xué)家首次成功地磁約束超冷等離子體。圖片來源：萊斯大學(xué)

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)。太陽物理學(xué)家此前很少能清楚地觀察到太陽大氣中的特定特征，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)，或研究太陽大氣中的特殊特征。