首次且成功地創造出：穩定強磁化等離子體射流！

當你仰望夜空時，你看到的大部分是等離子體，一種由超熱原子粒子混合而成的濃稠物質。研究恆星中的等離子體以及太空中各種形態的等離子體需要一台望遠鏡，但科學家們可以在實驗室中重現等離子體，以便更仔細地觀察它。現在，由美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室(DOE)的物理學家Lan Gao和萊斯大學的Edison Liang領導一個科學家團隊首次創造了一種特殊形式的相干磁化等離子體射流。

這種射流可以加深對新生恆星和可能是黑洞噴射出的更大射流原理的理解。新生恆星和黑洞是如此巨大的天體，它們可以捕捉光線，扭曲時空。現在正在實驗室里製造穩定、超音速、強磁化的等離子體射流，這可能使我們能夠研究光年之外的天體物理物體，其研究結果發表在《天體物理學》上。該團隊使用羅切斯特大學激光能量學實驗室(LLE)的OMEGA激光設備製造了這些噴射流。

研究人員將歐米茄的20束激光束對準一個塑料目標環形區域。每一束激光都會產生一小股等離子體，當氣泡膨脹時，它們對環的內部區域施加壓力。這個壓力擠壓出一個長度超過4毫米的等離子體射流，產生了一個強度超過100特斯拉的磁場。這是在實驗室中研究等離子射流的第一步，研究人員很興奮，因為不僅創造了一束噴射流，我們還成功地使用了先進的歐米茄診來確認射流形成，並對其性能進行了表徵。

該工具是由LLE和麻省理工學院(MIT)團隊共同開發，它測量了射流的密度、溫度、長度、在空間中增長時，它在一起的狀態，以及周圍磁場的形狀。這些測量數據幫助科學家確定實驗室現象與外層空間的噴流相比如何。還提供了一個基準線，科學家可以通過它來觀察等離子體在不同條件下的行為。這是一項突破性的研究，因為沒有其他團隊成功地發射過一種超音速、窄光束射流，這種射流攜帶如此強的磁場，可以延伸到很遠的地方。

這是科學家首次證明，磁場不僅環繞著噴射流，而且平行於噴射流的軸向延伸。研究人員希望用更大的激光設備來擴展研究，並研究其他類型的現象，下一步是要看看外部磁場是否能使射流更長、更準直。還想用勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置來複制這個實驗，這個裝置有192束激光，其中一半可以用來製造等離子環。它會有一個更大的半徑，從而產生一個更長的射流比使用。這個過程將幫助我們弄清楚在什麼條件下等離子體射流最強。

博科園｜研究/來自：普林斯頓等離子體物理實驗室

參考期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab07bd

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