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激光瞬间加热材料温度超过太阳

　　科技日报北京 11 月 16 日电（记者常丽君）多年来，研究人员一直在研究用高能激光加热材料，以求能最终产生聚变能量。最近，英国伦敦帝国理工学院的理论物理学家提出一种新的加热机制，通过高能激光产生无对撞静电冲击波，能在 20 飞秒内把小块固体材料加热到千电子伏特（千万度）级别，比太阳中心温度还要高。相关成果发表在最近的《自然·通讯》杂志上。

　　研究人员称，这是他们第一次提出这种方法，有望为研究热核聚变能源开辟新途径——科学家们一直在寻求如何模仿太阳产生清洁能源。

　　据物理学家组织网报道，新方法的加热速度是目前美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室聚变实验中的 100 倍。在大部分材料中，激光能量会首先加热材料中的电子，再由电子去加热组成物质的粒子——离子。研究小组的方法是利用激光诱导的静电冲击波直接加热离子，因此比通过电子间接加热更快。

　　通常，当高强度激光照射到材料上时，产生的静电冲击波会推动离子，使它们加速离开而无法被加热。研究人员发现，如果材料中含有特殊的离子联接，它们会通过冲击波获得不同的加速度，从而导致摩擦，反过来使它们迅速变热。这种效果在含有两种离子的固体（如塑料）中最强，只有一种离子时，就没这种效果。此外，密度大也是加热速度快的原因之一。冲击波通过高密度材料时，离子被挤在一起，摩擦效果比低密度材料要大得多。

　　论文合著者、该校物理系博士马克·夏洛克说：“两种离子就像火柴头和火柴盒，你两个都需要。一根火柴自己是不会烧起来的。”

　　论文第一作者阿瑟·特瑞尔说，聚变研究中的问题之一就是如何在恰当时间、恰当地点从激光中获得能量。而这一方法让能量直接进入了离子。

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　　我们都知道太阳温度非常高，而这一次英国的理论物理学家可以把固态材料的温度加热到比太阳中心的温度还要高，并有望成就强大的热核聚变能源。换句话说，未来我们可能创造出许许多多的“人造太阳”，为人类带来无限的清洁能源。事实上，各国的科学家都在为了这一大胆的创想而探索。其中，世界最大激光器——美国国家点火装置正距离这个目标越来越近。希望英国科学家的新研究可以帮助人类早日实现这个愿望，让多年的梦想逐步成为现实。

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