Исследователи под руководством Кацумия Иды зарегистрировали быстрый рост энергии ионов плазмы во время всплесков магнитогидродинамической (МГД) неустойчивости на японской установке Large Helical Device (LHD). У края плазмы энергия движения ионов вдоль магнитного поля увеличилась примерно на 30% менее чем за 0,1 миллисекунды. Работа опубликована 10 ноября 2026 года в журнале Communications Physics.

Как измеряли энергию ионов

Команда изучала всплески, которые вызывают быстрые ионы. Спектроскопия перезарядки позволяла измерять распределение скоростей частиц 10 тысяч раз в секунду. Чтобы снизить шум, исследователи усреднили данные примерно по 150 всплескам.

Сразу после начала всплеска распределение скоростей у края плазмы выравнивалось вблизи скорости волны. Это согласуется с передачей энергии от волны частицам. Затем исследователи зафиксировали рост энергии ионов вдоль магнитного поля примерно на 30%. Позднее увеличилась и энергия ионов в ядре плазмы. При ландауовском затухании, одном из видов взаимодействия волн с частицами, рост сохранялся дольше.

Условно это можно сравнить с волной, которая передаёт энергию частицам, движущимся с близкой к ней скоростью. Но аналогия упрощает картину: резкий начальный рост энергии авторы связывают с возможным магнитным пересоединением, а последующий рост и более медленное уменьшение энергии, особенно при ландауовском затухании, с взаимодействием волн и частиц.

Результаты показывают, что такие всплески могут сопровождаться нагревом ионов, а не только потерей энергии плазмой. Однако эксперимент зафиксировал отдельные процессы, связанные с самонагревом, а не полный цикл самоподдерживающейся термоядерной реакции. Установка LHD не является термоядерным реактором.

Подробности приведены в статье о движении ионов во время всплесков плазменной неустойчивости. Для работы с научными текстами также доступна услуга редактирования диссертации.

Схема наблюдавшейся последовательности изменений в плазме LHD; она не является графиком измерений

Фото: Atlantic Ambience / Pexels