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尋求將為太陽和恆星提供動力的核聚變，帶到地球上的科學家必須處理鋸齒不穩定性，即推動核聚變反應的等離子體中心壓力和溫度的上下波動，類似於鋸齒狀的鋸片。如果這些擺動足夠大，它們可能會導致等離子體的整個放電突然崩潰。這種擺動最早是在1974年觀察到，到目前為止，還沒有一個被廣泛接受的解釋實驗觀察的理論。 ... 美國能源部(DOE)普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)的科學家，提出了一種新理論來解釋在甜甜圈狀托卡馬克或聚變設施中發生的擺動，這一理論是通過高保真計算機模擬創建，似乎與托卡馬克實驗期間的觀察結果一致。了解這一過程可能對下一代聚變設施至關重要，如ITER，這是正在法國建設的國際實驗，以證明聚變能的實用性，核聚變將輕元素以等離子體的形式結合在一起。 ... 等離子體是由自由電子和原子核組成物質的帶電狀態，可以產生大量的能量。尋求在地球上複製核聚變的科學家們，打算用此提供幾乎取之不盡的安全和清潔電力供應來發電。新的研究結果表明，當等離子體核心的壓力達到某一點時，可以激發其他不穩定性，從而產生突然的壓力和溫度下降。物理學家史蒂芬·賈丁說：這些不穩定性在等離子體核心產生了混亂或隨機的磁場，導致了坍塌。 ... 賈丁是發表在《等離子體物理學》期刊上研究的主要作者，並在美國物理研究所《科學之光》特色出版物中強調了這一點。賈丁說：大多數托卡馬克放電都呈現鋸齒狀，我們正試圖提供它們解釋背後的物理理論。新發現與一個長期的理論截然不同，該理論認為，導致擺動的是一種導致磁重聯的不穩定性，即等離子體中的磁力線斷裂和斷裂重新連接在一起，這個理論已經存在了40多年了。 激發新理論的動力 推動這一新理論是之前的普林斯頓等離子體物理實驗室研究，該研究證明了被認為導致磁重聯的不穩定性，實際上可以自穩定等離子體。它通過產生局域電壓來實現這一點，該電壓可以防止等離子體核心中電流達到足以經受磁重聯的峰值。新的解釋認為，即使磁重聯被抑制，等離子體核心的熱量增加也會激發局部不穩定，這些不穩定在鋸齒循環期間共同作用，使壓力和溫度變平。 ... 由Jardin和PPPL物理學家Nate Ferraro開發的代碼模擬演示了這一過程，Nate Ferraro是研究的合著者之一，新的不穩定性可以非常迅速地增長，這與傳統理論無法解釋實驗中看到的熱量迅速崩潰是一致的。這一先進的模型，為理解鋸齒現象提供了新的途徑。展望未來，科學家們希望探索該模型在描述「怪獸鋸齒」進化和使用高功率射頻天線控制鋸齒擺動等任務中的適用性。 ... 博科園｜研究/來自：普林斯頓等離子體物理實驗室 參考期刊《等離子體物理學》 博科園｜科學、科技、科研、科普 關注【博科園】看更多大美宇宙科學
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