Американські фізики першими у світі пояснили природу ядерного синтезу

Фізики з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго запропонували нову теоретичну модель, яка може пояснити відому проблему розбіжності між симуляціями та експериментальними спостереженнями в ядерному синтезі. Дослідження вказує на те, що недооцінені раніше структури, відомі як «порожнини» (voids), можуть бути джерелом несподівано високої турбулентності на краю плазми у токамаках — основних пристроях для дослідження керованого термоядерного синтезу.

Зазвичай увага зосереджувалась на «блобах» — щільних структурах, що рухаються до стінки реактора. Натомість «порожнини», які рухаються вглиб до гарячішого ядра, залишались поза увагою. Нове дослідження розглядає їх як когерентні частинки, які здатні збуджувати плазмові хвилі, проходячи через круті градієнти температури та щільності. Ці хвилі, своєю чергою, генерують додаткову локальну турбулентність, що й могло бути джерелом неврахованої енергії в попередніх моделях.

Цей механізм може пояснити так звану «shortfall problem» — невідповідність між шириною турбулентного шару в симуляціях і в експериментах. Новий підхід може суттєво покращити точність передбачень щодо поведінки плазми, що є критично важливим для проектування майбутніх термоядерних реакторів і вдосконалення систем контролю плазми.

Наразі модель залишається теоретичною, але за словами авторів, вона демонструє перспективи розв’язання ключових питань у фізиці плазми й може стати важливим кроком до досягнення стабільного ядерного синтезу.