液態(tài)金屬氘加熱可過渡到高密度等離子態(tài)

　　等離子體是由自在運(yùn)動(dòng)電子和離子(失去電子的原子)組成的熱湯，它們很簡(jiǎn)單導(dǎo)電。盡管等離子體在地球上并不常見（日子中運(yùn)用的明火也是等離子態(tài)，雖然不是徹底是），但它們構(gòu)成了可觀測(cè)宇宙的大部分物質(zhì)，比如太陽(yáng)表面。科學(xué)家們可以在地球上發(fā)作人造等離子體，通常是經(jīng)過將氣體加熱到數(shù)千華氏度，從而剝離原子的電子。在更小的范圍內(nèi)，這與等離子電視和霓虹燈“發(fā)光”進(jìn)程是相同的：電激起霓虹燈氣體的原子，使霓虹燈進(jìn)入等離子狀況并發(fā)射光子。還有另一種制作等離子體的辦法：在高密度的條件下，將液態(tài)金屬氘加熱到很高的溫度也會(huì)發(fā)作高密度等離子體。

　　這種調(diào)查的一個(gè)共同之處是，高密度液態(tài)金屬具有量子特性；但是，如果答應(yīng)它們?cè)诟呙芏认逻^渡到等離子態(tài)，它們就會(huì)表現(xiàn)出經(jīng)典的性質(zhì)。

描繪了由電子、中子和質(zhì)子組成的物質(zhì)行為（構(gòu)成地球物體的正常物質(zhì)）。費(fèi)米和狄拉克假設(shè)，在特定的條件下（極高的密度或極低的溫度）電子或質(zhì)子必須具有某些經(jīng)典物理學(xué)無法描繪的量子特性。但是，等離子體并不遵從這種模式。為了調(diào)查液態(tài)金屬與等離子體的穿插，LLE研討人員從液態(tài)金屬氘開端，氘顯現(xiàn)了液體的經(jīng)典性質(zhì)。為了添加氘的密度，研討人員把它冷卻到21開爾文(-422華氏度)。

　　然后，研討人員運(yùn)用LLE的OMEGA激光器在超低溫液體氘中引發(fā)了強(qiáng)烈的沖擊波。沖擊波把氘壓縮到比大氣壓大500萬(wàn)倍，一起也把它的溫度提高到接近18萬(wàn)華氏度。樣品一開端是徹底透明的，但隨著壓力的添加，它變成了一種有光澤的金屬，具有很高的光學(xué)反射率。經(jīng)過監(jiān)測(cè)樣品的反射率和溫度聯(lián)系，可以精確地調(diào)查到這種簡(jiǎn)單亮光的液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變成致密等離子體的條件。

研討人員調(diào)查到，這種液態(tài)金屬最初表現(xiàn)出電子的量子特性，這在極點(diǎn)溫度和密度下是可以預(yù)料到的。但是在大約90000華氏度的時(shí)分，金屬氘的反射率開端上升，如果體系中的電子不再是量子而是經(jīng)典的，那么反射率就會(huì)上升，這意味著這種金屬已經(jīng)變成了等離子體。也就是說，LLE研討人員從一種簡(jiǎn)單的液體開端。把密度添加到極點(diǎn)條件，使液體進(jìn)入一種顯現(xiàn)量子特性的狀況。LLE資深科學(xué)家、該研討的合著者蘇興·胡（音譯）說：溫度升高甚至使它進(jìn)一步變成等離子體，此時(shí)它表現(xiàn)出經(jīng)典特性，但仍處于高密度條件下。

　　LLE科學(xué)家們?cè)诟呙芏葪l件下將液態(tài)金屬轉(zhuǎn)化為等離子體，把密度添加到極點(diǎn)條件，使液體進(jìn)入一種顯現(xiàn)量子特性的狀況。但是當(dāng)溫度上升到0.4時(shí)。費(fèi)米溫度(大約90000華氏度)，電子以一種隨機(jī)的方式重新排列，就像一鍋熱等離子體，電子失去了它們的量子本質(zhì)，表現(xiàn)出經(jīng)典的行為值得注意的是，量子與經(jīng)典穿插發(fā)作的條件與大多數(shù)人基于等離子體教科書的預(yù)期不同。此外，這種行為可能適用于所有其他金屬。這些模型關(guān)于我們理解怎么更好地規(guī)劃實(shí)驗(yàn)來完成核聚變至關(guān)重要！