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秦宏教授等提出磁约束等离子体演化新理论

( 2012-12-05 )

   宇宙中可见物质90%以上是以磁化等离子体的形式存在的。同时,磁约束等离子体是人类在地球上实现取之不竭的聚变能源的主要方法,如在东方超环(EAST)和国际热核聚变实验堆(ITER)中,聚变燃料就处在磁化等离子体的状态。对天体和聚变等离子体的实验和观测发现磁化等离子体的演化会趋向一个被称为沃杰-泰勒态 (Woltjer-Taylor State)的特殊驰豫态。这个驰豫态最早由著名的天体物理学家钱德拉(Chandrasekhar)等人提出,但对其成因一直没有找满意的理论解释。上世纪七十年代,泰勒 (Taylor)猜想等离子体的迟豫过程是由短波长结构扰动所主导,并据此建立了现在流行的泰勒迟豫理论。然而,近期的实验观测和数值模拟证实泰勒的猜想是不成立的。

   最近,中国科学技术大学近代物理系秦宏教授等提出了一个磁约束等离子体演化的新理论,并发表在Physical Review Letters期刊上 (PRL 109, 235001, 2012)。这个新理论抛弃了泰勒猜想,预言磁约束等离子体通过一般的演化过程都会趋向于沃杰-泰勒态。这一新理论的提出对于我们了解天体等离子体的演化以及实现聚变能源都有重要的意义。目前,中国科学技术大学在国家磁约束聚变能源专项的支持下正在设计建造科大反场箍缩(KTX)装置,其主要的科学目标之一就是从实验上进一步检验这个磁约束等离子体演化的新理论。

 

 

 

http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.109.235001

 

(物理学院,近代物理系,2012年12月5日)
 
 

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