核聚變是為我們的太陽提供動(dòng)力的過程，當(dāng)輕元素之間的核反應(yīng)產(chǎn)生較重的核反應(yīng)時(shí)發(fā)生?？屏_拉多州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)室也正在以較小的規(guī)模發(fā)生這種情況。

CSU科學(xué)家和合作者使用緊湊但功能強(qiáng)大的激光加熱有序納米線陣列，在實(shí)驗(yàn)室中展示了微尺度核聚變。它們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了中子產(chǎn)生的記錄設(shè)定效率 - 由聚變過程產(chǎn)生的無電荷亞原子粒子。他們的工作在Nature Communications上發(fā)表的一篇論文中有詳細(xì)介紹，由電氣和計(jì)算機(jī)工程和物理學(xué)大學(xué)杰出教授Jorge Rocca領(lǐng)導(dǎo)。該論文的第一作者是科羅拉多州立大學(xué)研究生Alden Curtis。

激光驅(qū)動(dòng)的受控聚變實(shí)驗(yàn)通常在體育場(chǎng)大小的建筑物內(nèi)的價(jià)值數(shù)億美元的激光器中完成。這些實(shí)驗(yàn)通常適用于利用清潔能源應(yīng)用的融合。

相比之下，Rocca的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，研究科學(xué)家和合作者使用他們從頭開始構(gòu)建的超快速，高功率桌面激光器。他們使用快速脈沖激光照射不可見線的目標(biāo)，并立即產(chǎn)生極熱，密集的等離子體 - 條件接近太陽內(nèi)部的條件。這些等離子體驅(qū)動(dòng)聚變反應(yīng)，釋放出氦氣和高能中子閃光。

在他們的自然通信實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)每單位激光能量產(chǎn)生了創(chuàng)紀(jì)錄數(shù)量的中子 - 比使用相同材料的傳統(tǒng)平面目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)好大約500倍。他們的激光目標(biāo)是一系列由稱為氘化聚乙烯的材料制成的納米線。該材料類似于廣泛使用的聚乙烯塑料，但其常見的氫原子被氘(一種較重的氫原子)取代。

這些努力得到了杜塞爾多夫大學(xué)(德國)和科羅拉多州立大學(xué)的密集計(jì)算機(jī)模擬的支持。

在小范圍內(nèi)有效地制造聚變中子可以導(dǎo)致基于中子的成像和中子探針的進(jìn)步，以獲得對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的深入了解。結(jié)果還有助于理解超強(qiáng)激光與物質(zhì)的相互作用。