美國實(shí)驗(yàn)室特寫：等離子物理實(shí)驗(yàn)室制造的微型太陽

這個(gè)月，popsci 專門為我們呈現(xiàn)了美國的十大實(shí)驗(yàn)室，這些實(shí)驗(yàn)室都是學(xué)生們做實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練的場(chǎng)所。本篇介紹的實(shí)驗(yàn)室是坐落在普林斯頓大學(xué)的等離子物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)參與人員有等離子物理學(xué)家、核聚變科學(xué)家和機(jī)械工程師。

每年夏天，45位來自全國各地的物理學(xué)和工程學(xué)畢業(yè)生都將匯聚在普林斯頓，進(jìn)行一次等離子物理學(xué)的短期學(xué)習(xí)。在恒星和星際空間中，科學(xué)家們經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)等離子體的存在。等離子體是加速狀態(tài)下帶電的離子和自由電子，它們是由過熱的原子當(dāng)中分裂出來的。一整個(gè)夏天里，學(xué)生們?nèi)际褂脤?shí)驗(yàn)室收集的全美最好的等離子體來建造機(jī)器。

舉個(gè)例子來說，學(xué)生們可以通過使用無線電波來電離鋰原子，以此來觀察等離子體的產(chǎn)生。同時(shí)他們也學(xué)習(xí)有關(guān)磁場(chǎng)的知識(shí)，比如太陽上因磁場(chǎng)的交互而形成的太陽風(fēng)暴。而在更進(jìn)一步之后，學(xué)生們將開始美國國家球形環(huán)實(shí)驗(yàn)（NSTX是一臺(tái)物理學(xué)家們學(xué)習(xí)核聚變的設(shè)備）的工作。NSTX將把等離子體加熱到1億度的超高溫，直到原子都融合到一起并釋放能量。這種方法是與太陽相同的產(chǎn)生能量的方式，在未來的某一天，它可能成為一種新的清潔能源。