在理论物理学界的前沿研究领域中,对于一个难以预测的混沌系统,比较常见的做法便是扔一颗粒子进去探探路。
通过对该粒子的观察,间接对该系统进行观察。
事实上,陆舟提出这个实验思路,很大程度上源于早些时候他在CERN的工作经验。
如果将等离子体所在的整个体系看成一个被关在黑箱里的台球桌,将等离子体当做桌上的台球,那么再没有什么比朝着一个固定的方向“打一杆出去”,更适合摸清球桌上的情况了。
至于这个被用来当做“白球”的粒子,再没有比氦3更合适了。
首先它的原子直径足够小,三由两个质子和一个中子构成,与氚的原子质量接近,原子核结构又更加稳定!不但从概率意义上尽可能避免了难以区分的多原子碰撞,而且更易于从等离子体中穿过。
要达到氦3与氘发生聚变反应的温度,至少得将现有的温度和电磁场翻上一百倍才能满足,所以哪怕是最终用在仿星器上,基本上也可以忽略掉氦三参与聚变反应这种情形。
所以,用氦3来做这个实验,是再合适不过了!
考虑到整个等离子体体系中的粒子数量,一颗氦3原子对整个体系的扰动几乎可以忽略不计。毕竟扔一颗原子进去对整个体系的影响,可要比插一根探针进去小多了!
穿过等离子体的氦3原子会与体系中的粒子发生碰撞,碰撞中产生的电磁波作为“声音”,被连接在装置外侧的观测设备听到,根据这些数据,可以分析出等离子体内的宏观、微观参量。
而在此之后,穿过等离子体的氦3原子将与靶材料碰撞,反馈出撞击数据的同时,从整个体系中脱离。
只要连续不断地对等离子体发射作为“探测器”的氦3原子,再收集碰撞产生的电磁波数据,以及靶材料上收集到的撞击数据,陆舟有信心可以通过数学的方法,间接分析出氦3在等离子系统中受到的扰动,从而间接反推出系统本身的各项属性。
如果这么说过于抽象的话,可以做个简单的类比。
我们测量水的折射率,如果直接以水本身为研究对象,整个实验毫无疑问是复杂的。但如果将一束光射入水中,通过观察光与界面夹角的变化来计算折射率,整个实验会变得简单许多。
而陆舟的实验思路,便是将氦3粒子,作为射入等离子体的那道光!
“……我们只需要在仿星器的第一壁上,设置一块巴掌大的靶材料,用来捕捉从原子枪发射的氦3粒子,就能通过记录发射周期内氦3与氚原子碰撞发出的电磁波信号、以及最终氦3撞击靶材时的携带能量、撞击角动量等等数据,间接分析高温压状态下等离子体携带的数据!”
“我暂且不
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