科学家捕获了等离子体的意大利面条般的不稳定性的第一张图像

科学家首次“拍摄”了一种罕见的等离子体不稳定性,高能电子束形成了意大利面条样细丝。在物理评论信中发表的一项最新研究详细介绍了研究人员如何使用高强度红外激光触发一种称为细丝不稳定性的现象,这对基于等离子体的粒子加速器和融合能具有重要意义[...]

来源:SciTech日报
“阴影成像”使科学家能够可视化等离子体中的密度变化,并测量灯丝的不稳定性。图片来源:伦敦帝国学院

科学家首次“拍摄”到了罕见的等离子体不稳定性,其中高能电子束形成意大利面条状的细丝。

等离子

最近发表在《物理评论快报》上的一项研究详细介绍了研究人员如何使用高强度红外激光触发一种称为丝化不稳定性的现象,这种效应对基于等离子体的粒子加速器和聚变能技术具有重要影响。

物理评论快报

等离子体是一种由离子和电子等带电粒子组成的过热状态物质,可以导电并对磁场产生强烈反应。当粒子流变得不均匀时,就会出现不稳定性,局部区域的移动方式与周围等离子体不同。这种不均匀的流动导致颗粒聚集成长的线状结构,通常被称为丝状。

这些结构与所谓的“类韦贝尔电流”不稳定性相关,可以产生自己的磁场。这些自生场反过来又放大了等离子体的整体不稳定性,有可能进一步扰乱其行为。

“我们对不稳定性特别感兴趣的原因是,它们往往会扰乱应用,比如向等离子体注入能量以引发聚变,”伦敦帝国理工学院物理系和约翰·亚当斯加速器科学研究所的研究员尼古拉斯·多佛博士说。

伦敦帝国理工学院

“通常,我们希望避免不稳定,但要做到这一点,我们首先需要了解它们,”他说。

在等离子体中创建意大利面条状细丝

如果等离子体完全稳定且均匀,电子束就能顺利通过,就像高速汽车在平稳的车流中穿行一样。

创建完美快照

DOI:10.1103/PhysRevLett.134.025102 谷歌 发现 新闻