发现等离子体的10个未知相，可以使我们更接近聚变能

一种对磁化等离子体进行分类的新方法，让科学家们发现了10种以前未知的等离子体拓扑相。

上图：在托卡马克等离子体聚变室进行的等离子体测试。

了解更多关于这些阶段，特别是它们之间的转变，可以帮助等离子体物理学家追逐能量的白鲸 —— 等离子体融合。 这是因为它们之间的转换支持边缘模式，或等离子体表面交叉处的波。

这些奇异的激发，可以拓宽磁化等离子体的潜在实际用途。

普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的物理学家说：“这些发现可能导致这些奇异激发在空间和实验室等离子体中的可能应用。下一步就是探索这些激发能做什么，以及如何利用它们。”

在最近的研究中，科学家们开始考虑等离子体的拓扑结构，也就是研究等离子体内部波的形状。

然而，人们对冷磁化等离子体中的拓扑相以及它们之间的相变还没有进行全面的研究。这很重要，因为它可以帮助我们了解等离子体如何与自身相互作用。

物理学家们试图用数学方法描述均匀磁场中冷等离子体的拓扑相。结果，他们发现了10种不同的新相，它们被边缘模式（等离子体内两个拓扑结构不同区域的边界）分开。数值研究证实了物理学家的发现。

上图：拓扑相图。

主持这项研究的物理学家表示：“发现等离子体中的10个相，标志着等离子体物理学的一个初步发展。任何科学努力的第一步，也是最重要的一步，就是对研究对象进行分类。任何新的分类方案都将提高我们的理论理解和随后的技术进步。”

论文中并没有推测这些进步可能是什么，但有一些有趣的可能性。 等离子体通常被称为物质的第四态，一种气体状物质，其中的电子被从原子中剥离，形成的一种电离物质。

它在太空中很丰富！事实上，它是在恒星中发现的物质状态，这是潜在等离子体技术的关键。

在它们的等离子体核心深处，恒星融合原子核形成更重的元素，这一过程会产生大量能量。 科学家们一直致力于要将地球上的等离子体聚变作为一种清洁且几乎无限的能源生产形式。

你可以想象，这是极其困难的。我们需要能够在比太阳还要高的温度下，维持稳定的等离子体足够长的时间来产生和提取能量。当然还有很多障碍，所以我们离这个目标还很遥远，但更好地了解等离子体将会让我们更接近目标。

这项新研究代表了朝这个方向迈进的一步。

主持这项研究的物理学家表示：“论文中最重要的进展是基于等离子体的拓扑性质和识别其拓扑相来观察等离子体。基于这些阶段，我们确定了激发这些局部波的必要和充分条件。至于如何将这一进展应用于促进核聚变能源的研究，我们必须找到答案。”

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！