科学者たちは、磁化プラズマを分類する新しい方法を発見しました。これは、制御された熱核融合の作成に進歩をもたらす可能性があります。プリンストンプラズマ物理研究所（PPPL）の理論物理学者による発見は、磁化プラズマには10の固有の相があり、それらの間の遷移が実際の開発にとって非常に重要である可能性があることを示しました。
研究者は、異なる位相間の空間境界または遷移が局所的な波の励起をサポートすることを発見しました。
「これらの発見は、宇宙および実験室のプラズマにおけるエキゾチックな励起の可能な応用につながる可能性があります」と、研究を説明するネイチャーコミュニケーションズの論文の筆頭著者であるIchengFuは述べました。 「次のステップは、これらの刺激が何をすることができるか、そしてそれらがどのように使われることができるかを探求することです。」
可能なアプリケーション：
考えられるアプリケーションには、励起を使用して磁気核融合プラズマに電流を生成することや、核融合実験でプラズマの回転を促進することが含まれます。
しかし、「私たちの記事は実際のアプリケーションを扱っていません」と、記事の共著者である物理学者のHongQin氏は述べています。 「文書は基本的な理論であり、技術は理論的な理解に従います。」
実際、「プラズマ中の10相の発見は、プラズマ物理学の大きな進歩を示しています」とQin氏は述べています。 「科学的取り組みの最初で最も重要なステップは、調査中のオブジェクトの分類です。新しい分類スキームは、理論的理解の向上とそれに続く技術の開発につながります。」
Hong Qinは、科学の進歩において分類が果たす役割の例として、主なタイプの糖尿病の発見を挙げています。 「糖尿病の治療法を開発する際に、科学者は3つの主要なタイプがあることを発見しました」と彼は言いました。 「開業医は糖尿病患者を効果的に治療できるようになりました。」
世界中の科学者が地球上で生成しようと努力している熱核融合は、プラズマの形で軽い元素を組み合わせます-目に見える宇宙の99％を構成する自由電子と原子核で構成される高温の帯電した物質の状態-大量のエネルギーを放出します。核融合は、無制限の量の電気を生成するための安全でクリーンなエネルギー源として機能することができます。
PPPLの科学者が発見したプラズマ相は、技術的には「トポロジカル相」として知られており、プラズマによってサポートされる波形を示します。このユニークな物質の性質は、1970年代に物性物理学で最初に発見されました。この発見により、プリンストン大学の物理学者ダンカン・ハルデンが2016年のノーベル賞を受賞しました。
信頼性が高くオリジナル：
科学者たちは、相転移によって生成された局所的なプラズマ波は、「トポロジー的に保護されている」ため、安定していて固有のものであると述べています。 「このトポロジー的に保護された励起が磁化プラズマに存在するという発見は大きな前進であり、実際のアプリケーションで使用することができます。」
この記事で最も重要な進歩は、そのトポロジカル特性に基づくプラズマの考察とそのトポロジカル相の決定です。これらの段階に基づいて、科学者は局所的な波の励起に必要かつ十分な条件を決定します。
「この進歩を核融合エネルギー研究を促進するためにどのように使用できるかについては、私たちは見つける必要があります」と研究者たちは言います。
発見に関する記事がNatureCommunicationsに掲載されました。
2021-07-20 19:32:21
著者: Vitalii Babkin