Pazartesi günü, bir füzyon reaksiyonunu başlatmak için küçük bir hedefe odaklanan çok sayıda çok enerjik lazer kullanan Ulusal Ateşleme Tesisi'nden bazı kafa karıştırıcı sonuçları açıklayan bir makale yayınlandı. Son birkaç yıl içinde tesis, füzyonun ateşlenmesi ve yanan plazma olarak adlandırılan şeyin yaratılması da dahil olmak üzere bazı önemli kilometre taşlarını geçti.

Şimdi araştırmacılar, bu yüksek enerji durumlarını deneyimleyen plazmanın özelliklerini analiz ettiler. Ve şaşırtıcı bir şekilde, yanan plazmaların tutuşmayı deneyimlemiş olanlardan farklı davrandığını keşfettiler. Şu anda, fark için bariz bir açıklama yok.

Deneylerde, füzyon için kullanılan malzeme, iki ağır hidrojen izotopu olan trityum ve döteryum karışımıdır. Bunlar birleşerek bir helyum atomu üretir ve yayılan yedek bir nötron bırakır; füzyon reaksiyonunun enerjisi bir gama ışını şeklinde salınır.

Füzyon işlemi, küçük bir metalik silindiri hedef alan kısa, son derece yoğun bir lazer ışığı patlamasıyla tetiklenir. Metal, yakındaki bir topağın yüzeyini buharlaştırarak, döteryum ve trityumun bulunduğu topağın iç kısmında yoğun bir ısı ve basınç dalgası oluşturan yoğun X-ışınları yayar. Bunlar, füzyon için koşulları belirleyen çok yüksek enerjili bir plazma oluşturur.

Her şey yolunda giderse, verilen enerji plazmayı tutuşturur, yani füzyon reaksiyonlarının her şey dağılmadan önce geçen saniyenin çok küçük bir kısmı boyunca devam etmesi için ek enerjiye gerek yoktur. Daha da yüksek enerjilerde, plazma, oluşan helyum atomlarının yakındaki plazmayı tutuşturabilecek kadar çok enerji taşıdıkları, yanma adı verilen bir duruma ulaşır. Bu kritik kabul edilir, çünkü enerjinin geri kalanının (nötronlar ve gama ışınları biçiminde) yararlı güç üretmek için potansiyel olarak toplanabileceği anlamına gelir.

Bu aşırı koşullar altında devam eden fiziğin ayrıntılı modellerine sahip olsak da, bu modelleri plazmanın içinde olup bitenlerle karşılaştırmamız gerekiyor. Ne yazık ki, hem plazmanın hem de daha önce onu çevreleyen malzemelerin patlama sürecinde olduğu göz önüne alındığında, bu önemli bir zorluktur. Neler olup bittiğine dair bir resim elde etmek için araştırmacılar füzyon reaksiyonunun ürünlerinden birine yöneldiler: Enkazdan geçebilen ve yakındaki dedektörler tarafından alınabilen nötronlar.

Bu, nötronların belirli bir enerjide keskin bir çizgi olarak çıkmak yerine, geniş bir eğri oluşturan bir enerji aralığında ortaya çıktığı anlamına gelir. Bu eğrinin tepe noktası, plazmadaki iyonların hareketi ve dolayısıyla plazmanın sıcaklığı ile ilgilidir. Eğrinin şeklinden daha fazla ayrıntı çıkarılabilir.

Tutuşma noktası ile yanma noktası arasında, plazmanın sıcaklığının plazmadaki atomların hızıyla nasıl bir ilişki içinde olduğuna dair doğru bir anlayışa sahip görünüyoruz. Nötronlardan gelen veriler, model tahminlerimizden hesaplanan eğriyle güzel bir şekilde sıralanıyor. Bununla birlikte, plazma yanmaya geçtiğinde, işler artık uyuşmaz. Sanki nötron verileri tamamen farklı bir eğri buluyor ve bunun yerine onu takip ediyor.

Peki, bu farklı eğriyi ne açıklayabilir? Hiçbir fikrimiz olmadığından değil; onlardan bir sürü var ve onları ayırmanın hiçbir yolu yok. Bu sonuçları analiz eden ekip, plazmadaki ayrı ayrı parçacıkların beklenmedik kinetikleri veya toplu plazmanın davranışındaki ayrıntıların hesaba katılmaması dahil olmak üzere dört olası açıklama önermektedir. Alternatif olarak, yanan plazmanın tahmin ettiğimizden farklı bir alana yayılması veya farklı bir süre sürmesi de olabilir.

Her durumda, yazarların belirttiği gibi, "Hidrodinamik davranıştan bu ayrılmanın nedenini anlamak, sağlam ve tekrarlanabilir ateşleme elde etmek için önemli olabilir."