Мощные рентгеновские лазеры впервые позволили увидеть хаос внутри термоядерной плазмы

Специалисты Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) впервые сумели запечатлеть процесс зарождения и развития турбулентных структур — токовых филаментов — непосредственно в термоядерной плазме. Уникальная визуализация стала возможной благодаря применению сверхмощных рентгеновских лазеров, обладающих беспрецедентным временным разрешением в 500 фемтосекунд.

В ходе исследования ученые моделировали столкновение разогнанных «горячих» электронов с встречным потоком «холодных» частиц. На стыке этих сред возникали филаментные нестабильности, динамику которых удалось зафиксировать в реальном времени. Данный эксперимент подтвердил существующие теоретические модели и прояснил фундаментальные физические механизмы, стоящие за возникновением хаоса в плазменных потоках.

Выяснилось, что подобные структурные аномалии порождают колоссальные магнитные поля индукцией до 1000 тесла. Столь экстремальные показатели сопоставимы с энергиями, выделяемыми при взрывах сверхновых или в мощных источниках космического излучения.

Разработанная методика открывает новые горизонты в высокоточной диагностике плазмы. В перспективе это позволит оптимизировать работу реакторов, сделав процесс управляемого термоядерного синтеза более стабильным, предсказуемым и эффективным.

Источник: iXBT