Новое открытие указывает путь к более компактным термоядерным электростанциям

Магнитная клетка удерживает горячую плазму с температурой более 100 миллионов градусов по Цельсию в устройствах ядерного синтеза на расстоянии от стенки сосуда, чтобы она не плавилась. Теперь исследователи из Института физики плазмы им. Макса Планка (IPP) нашли способ значительно сократить это расстояние. Это может позволить построить меньшие и более дешевые термоядерные реакторы для производства энергии. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Генерация плазмы ионов металлов в сильном магнитном поле в микроволновом резонаторе

Совместная исследовательская группа из Университета Тохоку и Технологического университета Тойохаси изобрела новый и эффективный метод создания металлической плазмы из твердых металлов под действием сильного магнитного поля в микроволновом резонаторе. О своем нововведении они сообщают в журнале AIP Advances.

Расширение первого закона термодинамики

На протяжении более 100 лет исследователи пытались расширить первый закон для обычных материалов, не находящихся в равновесии, но такие теории работают только тогда, когда система почти готова — когда горячая и холодная вода почти смешаны. Теории не работают, например, в космической плазме, далекой от равновесия. Работа Кассака и Барбхуйи заполняет пробелы в этом ограничении. Их выводы, опубликованные в журнале Physical Review Letters, изменят представление ученых о том, как нагревается плазма в космосе и в лабораториях, и могут найти широкое применение в физике и других науках.

Новая модель кварк-глюонной плазмы устраняет давнее противоречие между теорией и данными

«Чтобы найти механизм, который может объяснить несоответствие между теоретическим моделированием и экспериментальными данными, мы использовали структуру динамической инициализации ядра-короны (DCCI2), в которой частицы, генерируемые во время ядерных столкновений высокой энергии, описываются с использованием двух компонентов: ядро, или уравновешенное вещество, и корона, или неуравновешенное вещество», — объясняет профессор Хирано. «Эта картина позволяет нам изучить вклад компонентов ядра и короны в образование адронов в области с низким поперечным импульсом».

Генерация нейтронов с помощью лазера, реализующая однократную резонансную спектроскопию

Ученые из Института лазерной техники Университета Осаки определили механизм и функциональную форму выхода нейтронов из лазерного источника и использовали его для проведения анализа нейтронного резонанса намного быстрее, чем обычные методы. Эта работа может помочь расширить применение неинвазивного тестирования в производстве и медицине. Группа исследователей под руководством Университета Осаки разработала лазерный источник нейтронов и определила новый закон масштабирования между интенсивностью лазера и количеством произведенных нейтронов. Они обнаружили, что увеличение интенсивности дает нейтроны, пропорциональные четвертой степени, что может привести к очень большим изменениям, основанным на относительно небольших вложениях дополнительной энергии.

Тепловая конвекция в центральном силовом поле, опосредованная звуком

Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе эффективно воспроизвели тип гравитации, который существует на звездах и других планетах или вблизи них, внутри стеклянной сферы диаметром 3 сантиметра (около 1,2 дюйма). Для этого они использовали звуковые волны для создания сферического гравитационного поля и создания конвекции плазмы — процесса, при котором газ охлаждается по мере приближения к поверхности тела, а затем снова нагревается и снова поднимается вверх по мере приближения к ядру — создавая поток жидкости, который в свою очередь генерирует магнитный ток. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Неустойчивость Вейбеля преобразовует энергию температурной анизотропии плазмы в энергию магнитного поля

Недавние исследования показывают, что магнитные поля могут спонтанно возникать в плазме. Это может произойти, если плазма имеет температурную анизотропию — температуру, различную в разных пространственных направлениях. Это было предсказано теоретиком плазмы Эриком Вейбелем более шести десятилетий назад (неустойчивость Вейбеля), но только сейчас однозначно наблюдалось в лаборатории. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что этот процесс может преобразовывать значительную часть энергии, хранящейся в температурной анизотропии, в энергию магнитного поля. Также обнаружено, что нестабильность Вейбеля может быть источником магнитных полей, которые пронизывают весь космос.

Подтверждение теории образования планет, звезд и черных дыр

В PPPL была произведена первая лабораторная реализация давней, но никогда ранее не подтверждавшейся теории загадочного образования планет, звезд и сверхмассивных черных дыр за счет закручивания окружающего вещества. Это прорывное подтверждение завершает более 20 лет экспериментов в PPPL, национальной лаборатории, занимающейся изучением науки о плазме и термоядерной энергии.

Подтверждена эффективная теория роста волн в космосе

Команда из Нагойского университета в Японии впервые наблюдала передачу энергии от резонансных электронов к волнам свистовой моды в космосе. Их результаты предлагают прямое доказательство ранее теоретизированного эффективного роста, как это предсказывает нелинейная теория роста волн. Это должно улучшить наше понимание не только физики космической плазмы, но и космической погоды — явления, влияющего на спутники.

Прямое наблюдение процесса захвата электронов и позитронов

Группа под руководством профессора Цуёси Сувада из KEK успешно установила новый тип мониторов пучка в источник позитронов SuperKEKB. «Идея состоит в том, чтобы использовать широкополосный монитор с простой стержневой антенной», — говорит Сувада. «Эта идея хорошо известна в технике обнаружения радиочастотных волн. Впервые в КЕК был успешно проведен эксперимент с использованием пучков заряженных частиц в ускорителях высоких энергий, таких как пучки электронов и позитронов. Электронный (или позитронный) пучок явно предшествует позитронному (или электронному) пучку с некоторым временным интервалом во временной области в секции захвата».