據相關消息,Yong-Seok Hwang(黃永碩)教授團隊與亞太理論物理中心合作,首次通過實驗證明了等離子體中的多尺度耦合現象,該成果發表于《自然》雜志。
首爾國立大學工程學院宣布,由核工程系黃永碩教授領導的聯合研究團隊與亞太理論物理中心(APCTP)合作,融合聚變實驗和天體物理等離子體理論,實驗證明了等離子體多尺度耦合這一長期存在的難題。此項研究由黃教授提議發起,由三名韓國研究人員獨立完成。團隊成員包括首爾國立大學BK助理教授、論文第一作者Jong Yoon Park博士,以及APCTP理論物理學家、論文通訊作者Young Dae Yoon博士。這一完全由韓國研究人員達成的成果,被視為里程碑,顯著提升了韓國在全球等離子體科學技術研究領域的地位。
等離子體被稱為“物質的第四態”,不同于固體、液體和氣體。對于等離子體物理學家而言,解釋微觀不穩定性如何驅動宏觀結構變化是一項艱巨挑戰,多尺度耦合問題也因此成為該領域最基本、最長期存在的問題之一。但等離子體是核聚變反應的基本介質,也是宇宙中物質的主要狀態,理解其多尺度耦合對推進聚變能技術和揭示宇宙起源至關重要。
樸博士和尹博士團隊分析了首爾大學聚變裝置獲得的實驗數據,并借助韓國聚變能源研究所的KAIROS超級計算機進行粒子模擬,驗證了發現。結果表明,觸發微觀磁湍流時,磁重聯會有效發生,進而誘導等離子體內宏觀結構變化。聯合研究團隊首次證明,通過強電子束故意誘導的微觀磁湍流可增加等離子體電阻率,驅動磁重聯并最終產生大規模結構變化,這是等離子體多尺度動力學的直接實驗實現和證明。
這項研究作為跨學科成果意義重大,將首爾國立大學聚變裝置的實驗操作與APCTP的理論模擬相結合。該成就也體現了首爾國立大學和APCTP致力于為青年科研人員提供國際化發展機會、促進跨學科合作的努力,是提升韓國科研人員全球競爭力、培養未來科技領袖的典型案例。
首爾國立大學BK助理教授Jong Yoon Park博士稱,這一成果是核聚變和理論物理學專家無數次討論辯論的結果,他們雖興趣不同但最終達成共識,尤其為理解磁重聯的開始提供了新線索,而磁重聯在太陽耀斑和地磁風暴等宇宙現象中起關鍵作用。APCTP的Young Dae Yoon博士補充,希望此研究不僅能擴展等離子體物理學的解釋框架,還能為新聚變技術的發展奠定基礎。