Drabina żywotności plazmoidu

Dlaczego biblioteka to podpowiada

Każda architektura z tej biblioteki na jednym wykresie czasu życia względem rozmiaru, każda narysowana jako prostokąt, który podaje jej własna praca — a odstęp między laboratorium a naturą zostawiony jako otwarte pasmo, nie przerzucony mostem.

Drabina czasów życia

Wszystkie opublikowane architektury plazmoidów z tej biblioteki na jednym wykresie: jak duży jest obiekt wobec tego, jak długo trwa. Obiekty laboratoryjne są nisko i po lewej, naturalne wysoko i po prawej, a odstęp między nimi zostaje dokładnie tak szeroki, jak zostawiają go pomiary.

• Wytworzone w laboratorium
• Obserwowane w przyrodzie
• Otwarty odstęp

Architektura

Plazmoid gęstego ogniska plazmowegoKolumna zacisku Z ze ścinanym przepływemNaturalny piorun kulisty, ze widmemPiorun kulisty widziany przez wyszkolonych obserwatorówKlaster ładunku Shouldersa

Wybrana architektura: Plazmoid gęstego ogniska plazmowego

Węzeł, który ognisko zawiązuje przy każdym strzale, o rozmiarze od dziesiątek do setek mikrometrów, znikający w nanosekundach. Dopóki trwa, mieści dużą część energii całej maszyny, a to, co maszyna o nim podaje, to średnia uwięziona energia jonów — energia szczytowa, nigdy temperatura.

Podany rozmiar:

5E-5 – 2,5E-4 m

Podany czas życia:

4E-8 s

Otwarty odstęp: 5 rzędów wielkości czasu życia dzieli tutaj najdłużej żyjący obiekt laboratoryjny od najkrócej trwającego obiektu naturalnego. Nic na tym rysunku nie przekracza tego odstępu, bo nie przekracza go żaden pomiar w tej bibliotece.

Zgłoszone, czas życia jeszcze niezmierzony: Klaster ładunku Shouldersa.

Przeczytaj kartę stojącą za tymi liczbami (po angielsku)

Na krótkim końcu, grupa z Caltech rozładowuje kondensator między bliźniaczymi elektrodami, tworząc spleciony, wygięty łukowato pętlowy filament plazmy o długości około dwudziestu centymetrów, który żyje przez jakieś dziesięć mikrosekund, filmuje go przy dziesięciu milionach klatek na sekundę, i łapie moment, w którym jedna nitka zaciska się do skali kinetycznej — skok napięcia rzędu kilku kilowoltów i wybuch promieni rentgenowskich przy 7,6 kiloelektronowolta z plazmy, która poza tym ma zaledwie kilka elektronowoltów temperatury (Generation of laboratory nanoflares from multiple braided plasma loops, 2023). Pośrodku siedzą plazmoidy gęstego ogniska plazmowego — dziesiątki mikrometrów szerokości, trzymające dużą część całej energii maszyny (Focus Fusion, 2023) — oraz zacisk Z ze ścinanym przepływem, gdzie kolumna pozostaje cicha przez jakieś szesnaście mikrosekund, mniej więcej pięć tysięcy razy dłużej, niż powinna (Sustained Neutron Production from a Sheared-Flow Stabilized Z Pinch, 2019). Na długim końcu siedzi sferomak, pierścień plazmy, który tworzy niemal całą własną magnetyczną klatkę z prądów płynących wewnątrz niego samego (The spheromak confinement device, 2005). Każdy z nich to inna odpowiedź na to samo pytanie, a nikt nie postawił ich na jednej osi.

Eksperyment albo budowa

To program pomiarowy, a nie nowe urządzenie. Zdefiniuj jeden wskaźnik jakości — żywotność podzieloną przez naturalny czas niestabilności dla tej geometrii — i zmierz go konsekwentnie w splecionej pętli, zacisku ogniska plazmowego, zacisku ze ścinanym przepływem i sferomaku, z tą samą diagnostyką i tą samą definicją „żywy”. Potem zmieniaj parametr, który każda architektura twierdzi, że odpowiada za uwięzienie. Pomiarem rozstrzygającym jest żywotność w jednostkach naturalnego czasu niestabilności, wykreślona względem parametru uwięzienia, jaki proponuje każda architektura, na jednym wykresie obejmującym cztery typy maszyn. Ten wykres mówi, który mechanizm naprawdę kupuje żywotność, i jest uczciwym punktem wyjścia dla każdego pytania o obiekty, które trwają minutami.