Горячая плазма — как стая быстрых светлячков, мечущихся в банке. Удержать её в открытой магнитной ловушке — всё равно что заставить светлячков не касаться стенок. Новая компьютерная модель показывает, как это сделать точнее.
Ионы и электроны в плазме постоянно сталкиваются, обмениваясь энергией. Раньше в расчётах такие столкновения часто упрощали или вообще не учитывали. Авторы добавили их в модель — и сразу увидели, как температура выравнивается между частицами. Это как если бы в стае светлячков одни светят ярче, а другие тусклее, но со временем яркость становится одинаковой.
Модель верно воспроизводит поведение плазмы у стенок и в целом в ловушке. Сравнение с другой программой, MIDAS, показало разницу в 15% по температуре и плотности. Это важно: такие расчёты помогают строить более эффективные термоядерные установки.
Светлячки в банке теперь под контролем — почти.
В плазме электроны движутся в десятки раз быстрее ионов, поэтому у стенок возникает электрическое поле, которое тормозит быстрых и ускоряет медленных.
В романе «Мир-Кольцо» Ларри Нивена магнитные поля удерживают плазму в двигателях кораблей — похоже на открытые ловушки, только в космическом масштабе.