在尋求豐富的清潔能源的過(guò)程中，全球的科學(xué)家都在尋求聚變能，氫的同位素結(jié)合在一起形成一個(gè)更大的粒子，氦，并在此過(guò)程中釋放出大量的能量。然而，要使聚變發(fā)電廠發(fā)揮作用，科學(xué)家必須找到一種方法來(lái)觸發(fā)從低到高的限制轉(zhuǎn)變，或簡(jiǎn)稱為“LH轉(zhuǎn)換”。在LH轉(zhuǎn)變之后，等離子體溫度和密度增加，產(chǎn)生更多功率。

科學(xué)家觀察到LH過(guò)渡總是與血漿的緯向流動(dòng)有關(guān)。理論上，等離子體中的緯向流動(dòng)包括具有接近零頻率的靜止流動(dòng)和以更高頻率振蕩的稱為測(cè)地聲學(xué)模式(GAM)的振動(dòng)，其是等離子體的全局聲波。合肥工業(yè)大學(xué)的研究人員首次在反應(yīng)堆內(nèi)同時(shí)在兩個(gè)不同點(diǎn)檢測(cè)到GAM。這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)裝置將是一個(gè)有用的診斷工具，用于研究緯向流的物理特性及其在LH過(guò)渡中的作用。研究人員在AIP出版社發(fā)表的一篇發(fā)表于等離子體物理學(xué)的新論文中報(bào)告了這些發(fā)現(xiàn)。

區(qū)域流動(dòng)發(fā)生在任何有湍流的地方，例如融合裝置內(nèi)部或行星大氣中。“自然界最著名的緯向流動(dòng)可能是著名的木星帶和區(qū)域，這使得木星看起來(lái)像一個(gè)色彩繽紛的多層蛋糕，”該報(bào)的作者阿迪·劉說(shuō)。在聚變等離子體中，緯向流動(dòng)對(duì)于調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的湍流和顆粒傳輸是至關(guān)重要的。“隨著診斷技術(shù)的逐步完善，聚變等離子體中的緯向流動(dòng)已成為過(guò)去二十年的研究熱點(diǎn)，”劉說(shuō)。

在這些實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了中國(guó)合肥的磁聚變能反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克(EAST)。他們?cè)贓AST的不同側(cè)安裝了兩個(gè)多普勒反射計(jì)，可以高精度地檢測(cè)湍流和等離子體密度的波動(dòng)。檢測(cè)到的GAM的間距為F，中間C以上五個(gè)八度。

以前，Max Plank等離子體物理研究所的聚變研究設(shè)備ASDEX-U的研究人員使用類似的系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)GAM，但是他們?cè)谝粋€(gè)位置測(cè)量了等離子體，這使得設(shè)置容易受到干擾。“這個(gè)缺點(diǎn)是使用兩套多普勒反射計(jì)的主要?jiǎng)訖C(jī)，”劉說(shuō)。“我們可以通過(guò)比較兩個(gè)位置的測(cè)量來(lái)'凈化'GAM信息。”

在兩點(diǎn)進(jìn)行的測(cè)量并不完全一致，表明每個(gè)反射計(jì)也從非區(qū)域流中獲取信息。“完全有必要從多點(diǎn)測(cè)量中提取準(zhǔn)確的緯向流信息，”劉說(shuō)。使用這兩種測(cè)量值，他們可以清楚地表明GAM與環(huán)境湍流相互作用。展望未來(lái)，研究人員將進(jìn)一步研究緯向流動(dòng)在EAST內(nèi)的湍流和湍流輸運(yùn)中的作用。