2020年9月7日
电流无处不在，从供应到控制燃料融合反应的等离子体，以可能产生巨大的宇宙磁场。
现在，美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的科学家们发现，电流可以以前所未有的方式形成。这项新发现可以让研究人员有更大的能力将聚变能量带到地球上，而聚变能量正是驱动太阳和恒星的动力。
“了解哪个过程在等离子体中产生电流以及哪些现象可能会干扰它们是非常重要的，”普林斯顿大学等离子体物理学专业研究生伊恩·奥克斯说质量等离子体。“它们是我们在磁聚变研究中用来控制等离子体的主要工具。”
融合是粉碎血浆形式的轻质元素的过程 - 由自由电子和原子核产生大量能量组成的热，充电的物质状态。科学家们正在寻求复制融合，以便为生成电力的几乎取之不尽的权力供应。
在被称为Tokamaks的甜甜圈形融合设施中的等离子体中出现意外的电流。当特定类型的电磁波时，电流发展，例如无线电和微波炉发射的那些，可以自发地形成。这些波推动了一些已经移动的电子，“在冲浪板上像冲浪者一样乘坐波浪，”ochs说。
但这些波浪的频率很重要。当频率很高时，波导致一些电子向前移动并且其他电子向后移动。这两个动作互相消除，没有发生电流。
然而，当频率较低时，波向前推动电子，向后推动原子核或离子，最终形成了净电流。奥克斯发现，当低频波是一种被称为“离子声波”这在空气中类似于声波。
该发现的重要性从实验室的相对较小的规模延伸到大规模的宇宙。“在不同的尺度上有围绕整个宇宙的磁场，包括星系的大小，我们真的不知道他们如何到达那里，”Ochs说。“我们发现的机制可以帮助种子宇宙磁场，并且任何可能产生磁场的新机制都对天体物理学界有趣。”
铅笔和纸计算的结果包括数学表达式，使科学家能够计算这些电流是如何在没有电子直接相互作用的情况下产生和增长的。“这些表达的配方并不简单，”Ochs说。“我们必须压缩这些发现，以便它们足够清晰，并使用简单的表达式来捕捉关键的物理现象。”
结果深化了对基本物理现象的理解，也是出乎意料的。OCH表示，它们似乎与当前驱动器需要电子碰撞的传统观念相矛盾。
“波是否能驱动等离子体中的电流，这个问题实际上非常深奥，涉及到等离子体中波的基本相互作用，”纳撒尼尔·菲兹（纳撒尼尔）菲兹（纳撒尼尔菲兹）是本文的同志，天体物理科学部的教授和助理主席，以及血浆物理学计划的主任。欧洲杯线上买球“用数学严谨的统一，教学时尚的ochs源于这些效果有时是如何平衡的，而且这些效果有时如何融合允许形成净电流。”
这些发现为今后的研究奠定了基础。“让我特别兴奋的是，”费斯说,“是奥克斯建立的数学形式主义，加上他获得的物理直觉和洞察力，现在使他能够挑战或建立一个坚实的基础，在波与等离子体共振粒子相互作用的更奇怪的行为。”欧洲杯猜球平台
来源:http://www.pppl.gov/