أربعون عامًا قاوم التوكاماك — والآن الاختراق سريع
في قدرٍ فيه حساءٌ يغلي، تحمل التيارات المتدفقة الحرارة إلى الجدران فيبرد الحساء. وفي التوكاماك — القارورة المغناطيسية الضخمة للبلازما — يحدث الشيء نفسه: دوامات الاضطراب تنقل الطاقة إلى الخارج، مما يعيق إشعال تفاعل الاندماج. لكن في بعض الأحيان يبدو أن البلازما تجد بنفسها طريقة لتهدأ. يتكوّن حولها طبقة رقيقة من الدوران السريع — مثل غشاء غير مرئي على سطح الحساء يتوقف عن إطلاق الحرارة. هذا هو انتقال L-H الغامض الذي حاول الفيزيائيون تفسيره لأكثر من أربعين عامًا.
محاكاة ثلاثية الأبعاد جديدة أظهرت لأول مرة كيف أن الموجات الكهرومغناطيسية في البلازما (وهي الاضطراب نفسه) تولّد هذا التدفق الحابس. الدوامات، عندما تتصادم مع بعضها، تبدأ بالدوران بشكل متزامن في اتجاه واحد — وتنشئ تيارًا قويًا يخمد التموجات الصغيرة. الأمر الأكثر إثارة للدهشة: أن التأثير يعتمد على اتجاه المجال المغناطيسي. إذا كان المجال «موافقًا»، يحدث الانتقال عند قدرة تسخين أقل. السبب يكمن في انتهاك طفيف لتناظر الزمن بسبب تصادمات الجسيمات. هذا يشبه ملعقة في حساء يغلي تبدأ بالدوران من تلقاء نفسها، ولكن فقط عندما تُمسك باليد اليمنى وليس اليسرى.
استنتج المؤلفون قوانين التشابه — علاقات رياضية بسيطة تربط القدرة العتبية للتسخين بكثافة البلازما ومعاملات أخرى. وتبين أن هذه المعادلات تعمل بشكل أفضل من المعادلات السابقة التي حُصل عليها بمجرد المطابقة مع التجارب. الآن يمكن للمهندسين حساب مسبقًا كمية الطاقة التي سيحتاجها مفاعل المستقبل لكي تحبس البلازما الحرارة بداخلها. وهذه خطوة رئيسية نحو جعل طاقة الاندماج حقيقة واقعة.
مصطلح «توكاماك» هو اختصار روسي لعبارة «الغرفة الحلقية ذات الملفات المغناطيسية». بُني أول جهاز من هذا النوع في الاتحاد السوفيتي في خمسينيات القرن العشرين.
في رواية «المريخي» لأندي وير، يستخدم البطل مولدًا حراريًا كهربائيًا نظائريًا، لكن الاختراق الحقيقي في الطاقة كان يمكن أن يتحقق عبر تفاعل الاندماج المتحكم فيه داخل توكاماك.