突破惯性约束瓶颈，PPPL新研究助推惯性聚变发展

近日，普林斯顿大学、美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)等机构团队在《物理评论快报》发表研究，揭示高功率激光撞击靶材时等离子体自发产生强磁场的机制，这一发现增进了宇宙自然等离子体的理解，并推动直接驱动惯性聚变系统开发。

研究揭示了突破阈值后的“自磁化”现象。团队通过模拟追踪激光撞击铝靶过程，发现温度失衡与粒子碰撞的竞争：等离子体膨胀时沿膨胀方向冷却更快，产生温度不平衡触发“韦贝尔不稳定性”生成磁场，而粒子碰撞则试图恢复平衡。当激光强度超特定阈值，等离子体在纳秒内自磁化，产生高达40T磁场(约地球磁场100万倍);低于阈值时基本无磁化。

该发现改变了等离子体演化行为并提供实用工具。磁场出现后，电子被捕获在旋转轨道，抑制激光撞击区热量流失，显著影响整体行为与温度。团队还推导出简单公式作为阈值判据，研究者可根据激光和目标参数直接预测磁化与否，该阈值略低于预期、落在常见惯性聚变实验典型强度附近，表明磁效应与该领域高度相关。