鐳射瞬間加熱材料溫度超過太陽
- 發佈時間：2015-11-17 09:17:58 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京11月16日電 （記者常麗君）多年來，研究人員一直在研究用高能鐳射加熱材料，以求能最終産生聚變能量。最近，英國倫敦帝國理工學院的理論物理學家提出一種新的加熱機制，通過高能鐳射産生無對撞靜電衝擊波，能在20飛秒內把小塊固體材料加熱到千電子伏特（千萬度）級別，比太陽中心溫度還要高。相關成果發表在最近的《自然·通訊》雜誌上。
研究人員稱，這是他們第一次提出這種方法，有望為研究熱核聚變能源開闢新途徑——科學家們一直在尋求如何模倣太陽産生清潔能源。
據物理學家組織網報道，新方法的加熱速度是目前美國加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室聚變實驗中的100倍。在大部分材料中，鐳射能量會首先加熱材料中的電子，再由電子去加熱組成物質的粒子——離子。研究小組的方法是利用鐳射誘導的靜電衝擊波直接加熱離子，因此比通過電子間接加熱更快。
通常，當高強度鐳射照射到材料上時，産生的靜電衝擊波會推動離子，使它們加速離開而無法被加熱。研究人員發現，如果材料中含有特殊的離子聯接，它們會通過衝擊波獲得不同的加速度，從而導致摩擦，反過來使它們迅速變熱。這種效果在含有兩種離子的固體（如塑膠）中最強，只有一種離子時，就沒這種效果。此外，密度大也是加熱速度快的原因之一。衝擊波通過高密度材料時，離子被擠在一起，摩擦效果比低密度材料要大得多。
論文合著者、該校物理系博士馬克·夏洛克説：“兩種離子就像火柴頭和火柴盒，你兩個都需要。一根火柴自己是不會燒起來的。”
論文第一作者阿瑟·特瑞爾説，聚變研究中的問題之一就是如何在恰當時間、恰當地點從鐳射中獲得能量。而這一方法讓能量直接進入了離子。
總編輯圈點
我們都知道太陽溫度非常高，而這一次英國的理論物理學家可以把固態材料的溫度加熱到比太陽中心的溫度還要高，並有望成就強大的熱核聚變能源。換句話説，未來我們可能創造出許許多多的“人造太陽”，為人類帶來無限的清潔能源。事實上，各國的科學家都在為了這一大膽的創想而探索。其中，世界最大鐳射器——美國國家點火裝置正距離這個目標越來越近。希望英國科學家的新研究可以幫助人類早日實現這個願望，讓多年的夢想逐步成為現實。
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