Laze kiểu mới có thể tạo ra nhiệt độ của lõi mặt trời ngay tức khắc

Kiểm soát phản ứng nhiệt hạch là giấc mơ của nhân loại về một nguồn năng lượng sạch và gần như vô tận. Nhưng, nhiệt độ yêu cầu để tiến hành phản ứng này lại vô cùng cao (Nhiệt độ để khơi mào cho phản ứng), và cho dùchúng ta đã có khả năng làm đượcđiều này, một loại “siêu laze” mới được nói đến trên tạp chí NatureCommunications có thể giúp giải quyết vấn đề này dễ dàng hơn nhiều. Loại laze cường độ cao này có khả năng đẩy nhiệt độ nguyên liệu của phản ứng lên tới mười triệu độ chỉ trong vòng vài phần nghìn triệu triệu giây.

Phản ứng nhiệt hạch cung cấp năng lượng cho các duy trì sự sống của chúng. Sử dụng phản ứng này nhằm cung cấp năng lương cho hành tinh của chúng ta là mục đích cuối cùng của các nhà vật lí học trong nhiều thập kỉ qua. Nó là nguồn năng lượngkhông gây ô nhiễm với nguyên liệu cực kì dồi dào. Nó có thể giải quyết vấn đề khủng hoảng năng lượng đang ngày một trở nên cấp thiết của nhân loại. Đồng thời nó cũng đặt dấu chấm hết cho các vấn đề về ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu. phần lớn gây ra bởi các loại năng lượng trước đây của chúng ta.

Nhưng, để làm được điều đó, chúng ta cần giải quyết được câu đố nan giải: làm sao để phản ứng sinh ra nhiều năng lương hơn lượng chúng ta cần để duy trì nó. Các nhà khoa học ở National Ignition Facility (NIF)  tại Mĩ đã đạt được thành công này vào năm ngoái, nhưng đó là khi họ cung cấp một năng lương cực lớn để tiến hành phản ứng, nó hoàn toàn không khả thi về mặt kinh tế.

Phản ứng nhiệt hạch xảy ra tại tâm các ngôi sao dưới nhiệt độ cực cao– tương đương với lõi mặt trời của chúng ta. Nhiệt độ tại lõi mặt trời vào khoảng 15 triệu độ Celsius (27 triệu độ Fahrenheit). Các nguyên tử của nguyên tố nhẹ va chạm vào nhau và hình thành nên nguyên tử nặng hơn, quá trình này giải phóng ra năng lượng.

Dù có vài quá trình vật lí diễn ra trong lõi mặt trời làm cho nhiệt độ thực để khơi mào phản ứng thấp hơn so với nhiệt độ trên lí thuyết, nhưng nó vẫn là một con số cao tới không tưởng. Loại laze mới được đề xuất bởi một nhóm các nhà vật lí lý thuyết tai Đại học Hoàng gia London (Anh), nhằm giải quyết vấn đề này– trên lí thuyết, loại laze mới của họ có thể đốt nóng nguyên liệu lên tới nhiệt độ của lõi mặt trời chỉ trong 20 quadrillionth (một phần nghìn triệu triệu) của một giây. Con số này nhanh hơn 100 lần so với thử nghiệm tiến hành tại NIF.

Mục tiêu của tia laze là các electron trong nguyên tử của nguyên liệu, kích thích chúng và tạo ra nhiệt độ cao. Loại laze cường độ cao này nhắm vào các ion – các hạt mang điện tích– bên trong nguyên liệu, sử dụng sốc tĩnh điện để gia tốc cho chúng. Thông thường, laze cảm ứng tạo ra sóng gây sốc sẽ khiến các ion di chuyển với cùng tốc độ, nhưng công nghệ mới cho phép các ion chuyển động với tốc độ khác nhau. Điều đó giúp chúng va chạm với nhau, tạo ma sát và sản sinh ra nhiệt.

Công nghệ sinh nhiệt mới này hoạt động tốt nhất đối với nguyên liệu gồm hai loại ion, ví dụ như chất dẻo. Tiến sĩ Mark Sherlock  từ phòng thí nghiệm Vật lí của Đại học Hoàng gia London giải thích: “Hai loại ion cũng giống như que diêm và hộp đựng của chúng vậy; bạn cần cả hai thứ. Cho dù có bao nhiêu que diêm thì chúng cũng không thể tự cháy được-- bạn cần có ma sát bằng cách quẹt chúng vào hộp đựng.”

Nếu loại laze mới này được phát triển và có hiểu quả, nó sẽ là giải pháp nhanh nhất để đốt nóng, cho dù là dùng để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm; nó sẽ một bước tiến vĩ đại đối với ngành công nghiệp chế tạo lò phản ứng nhiệt hạch.

Theo Nature Communications