周一，发表了一篇论文，描述了国家点火装置的一些令人困惑的结果，该装置使用大量高能激光聚焦在一个小目标上以开始聚变反应。在过去的几年里，该设施已经通过了一些关键的里程碑，包括聚变点火和产生所谓的燃烧等离子体。

现在，研究人员已经分析了等离子体在经历这些高能状态时的特性。令他们惊讶的是，他们发现燃烧的等离子体似乎与经历过点火的等离子体表现不同。目前，对这种差异没有明显的解释。

点火与燃烧

在实验中，用于聚变的材料是氚和氘的混合物，这是氢的两种较重的同位素。它们结合产生一个氦原子，留下一个备用的中子被发射出来；聚变反应的能量以伽马射线的形式释放。

聚变过程是由针对一个小金属圆柱体的短时间、极其强烈的激光爆发触发的。这种金属会发出强烈的 X 射线，使附近小球的表面蒸发，从而在小球内部（氘和氚所在的地方）产生强烈的热波和压力。这些形成了非常高能量的等离子体，为聚变创造了条件。

如果一切顺利，传递的能量会点燃等离子体，这意味着聚变反应不需要额外的能量就可以在整个事物爆炸之前的一小部分时间内继续进行。在更高的能量下，等离子体会达到一种称为燃烧的状态，此时正在形成的氦原子携带如此多的能量，以至于它们可以点燃附近的等离子体。这被认为是至关重要的，因为它意味着剩余的能量（以中子和伽马射线的形式）可能会被收集起来以产生有用的能量。

虽然我们有在这些极端条件下发生的详细物理模型，但我们需要将这些模型与等离子体内部发生的情况进行比较。不幸的是，鉴于等离子体和之前包围它的材料都处于爆炸过程中，这是一个重大挑战。为了了解可能发生的情况，研究人员转向了聚变反应的一种产物：它发射的中子，这些中子可以穿过残骸并被附近的探测器捕获。

量体温

聚变反应的物理学会产生具有特定能量的中子。如果核聚变发生在原子静止的材料中，所有的中子都会带着那种能量释放出来。但显然，等离子体中的原子核——氚和氘——正在剧烈运动。根据它们相对于检测器的移动方式，这些离子可能会向中子传递一些额外的能量，或者减去一点。

这意味着，中子不是在特定能量下以锐线的形式出现，而是在形成宽曲线的能量范围内出现。该曲线的峰值与等离子体中离子的运动有关，因此与等离子体的温度有关。可以从曲线的形状中提取更多细节。

在点火点和燃烧点之间，我们似乎对等离子体的温度与等离子体中原子的速度之间的关系有了准确的了解。来自中子的数据与根据我们的模型预测计算出的曲线非常吻合。然而，一旦等离子体切换到燃烧状态，事情就不再匹配了。这就像中子数据找到了一条完全不同的曲线，而是沿着那条曲线走。

那么，什么可以解释这条不同的曲线呢？并不是我们不知道；我们有一堆，无法区分它们。分析这些结果的团队提出了四种可能的解释，包括等离子体中单个粒子的意外动力学或未能解释大体积等离子体行为的细节。或者，可能是燃烧的等离子体延伸到不同的区域，或者持续的时间与我们预测的不同。

无论如何，正如作者所说，“了解这种偏离流体动力学行为的原因对于实现稳健且可重复的点火可能很重要。”