世界上功率最強(qiáng)悍的激光可以用來做什么?
位于加利福尼亞勞倫斯利福摩爾國家實驗室的美國國家點火裝置(NIF)最近宣布了具有重要意義的里程碑結(jié)果:已經(jīng)成功實現(xiàn)點火溫度。這是熱核反應(yīng)所必備的條件。
Narek Gharibyan(加利福尼亞勞倫斯利福摩爾國家實驗室):NIF是一臺很棒的中子發(fā)生裝置,利用NIF我們可以進(jìn)行底層的科學(xué)測量,尤其是觀測同質(zhì)異能態(tài),這是一種原子核捕獲能量從基態(tài)跳躍至激發(fā)態(tài)的狀態(tài)。這些狀態(tài)不是穩(wěn)定態(tài),所以要觀察處在激發(fā)態(tài)的原子核是非常困難的。但是NIF會產(chǎn)生大量中子,發(fā)射激光時不斷有原子核處于激發(fā)態(tài),可以在同一時間測量到。一些模型預(yù)測了這些測量的結(jié)果,但是理論終究需要實驗來驗證,人們才能確定知識的正確性。 René Reifarth(德國歌德大學(xué),法蘭克福):在地球上以正常溫度觀測,大概是300開爾文,也即30攝氏度。在NIF激光發(fā)射時,熱量達(dá)到1.5億開爾文,比任何一顆恒星內(nèi)部的溫度都要更高。這是地球上其他地方都無法達(dá)到的溫度,即便在NIF,這個溫度也只能維持很短時間。如果將物質(zhì)至于極端條件下,要回答的問題將更多。 問:NIF發(fā)射激光時和一顆恒星內(nèi)部的狀態(tài)有多接近? R.R:這取決于不同的恒星,也取決于不同的激光。NIF可以制造出非常接近恒星溫度的條件,當(dāng)然了,恒星內(nèi)部的溫度要高得多,高溫和高壓的持續(xù)時間也更長。NIF確實可以創(chuàng)造這種條件,但僅限于短時間。如果我們能夠解釋小丸內(nèi)部的現(xiàn)象,我們有可能可以解釋恒星內(nèi)部的現(xiàn)象。NIF是檢驗當(dāng)今科學(xué)對核融合的理解,對爆炸的理解和對所有事情的理解。 問:如果NIF讓你們用一星期,你會拿來做什么實驗? R.R:我會在小丸上涂上重元素看看會發(fā)生什么。 N.G.:我們總在談?wù)撘占趦?nèi)爆過程中所有從小丸中發(fā)射出來的物質(zhì),這樣才能研究等離子體形成和冷卻過程中發(fā)生的現(xiàn)象,但是我們無法得知碎片是原子化還是成塊。如果NIF是我的,我會做很多有趣的實驗。 J.F.:我會觀測帶電粒子傳輸過程,或者說能量和例子在等離子體中是如何傳輸?shù)。這是個很難的問題,我們還沒有充分理解。目前對于這種現(xiàn)象有很多理論解釋,但是關(guān)于過程的實驗數(shù)據(jù)還沒有。為了研究這種現(xiàn)象,人們已經(jīng)付出了30年的努力,但是研究相當(dāng)困難。我相信NIF可以觀測到高質(zhì)量的觀測結(jié)果。 A.A:我覺得不缺主意吧。 |
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