旋轉的等離子體產生強大的磁場，無需任何外部磁場啟動，其強度就超過500千特斯拉（接近百萬特斯拉）。

大阪大學的研究人員開創了一種利用強力激光脈沖和小型金屬管產生極強磁場的新方法。

這項新技術可能在空間科學、聚變能源和國防領域帶來重大突破。

該技術被稱為葉片式微管爆縮（Bladed Microtube Implosion, BMI）。其原理是向一個中空的小型金屬圓筒發射超強激光脈沖。

圓筒內部帶有微小的葉片狀結構，在激光的熱量和壓力作用下向內坍塌。超熱的等離子體在爆縮過程中旋轉并產生強大的電流。

旋轉的等離子體無需任何外部磁場啟動，就產生出強大的磁場，其強度超過500千特斯拉（接近百萬特斯拉）。

恒星級磁場

由Masakatsu Murakami教授領導的發現團隊表示，這項創新可以讓科學家在小得多的實驗室中產生這些超高強度的磁場，并且無需任何預先存在的磁場來啟動過程。

Murakami教授說：“這種方法為在緊湊空間內創造和研究極端磁場提供了一種強大的新途徑。它在實驗室等離子體和天體物理宇宙之間架起了一座實驗橋梁。”

在傳統實驗中，研究人員需要先有一個磁場，然后對其進行壓縮。而在這個新過程中，磁場是通過爆縮等離子體的渦旋運動從無到有產生的。
該技術形成了一個循環：隨著等離子體的旋轉，磁場變得更強，這反過來又導致等離子體旋轉得更快、更緊密，從而進一步放大磁場強度。

這些發現源于在大阪大學SQUID超級計算機上進行的高級計算機模擬。模擬使用了EPOCH代碼，該代碼能夠模擬粒子在極高速度和溫度下的行為。

研究人員還開發了一個數學模型來指導未來的實驗。

雖然該實驗尚未在現實世界中進行測試，但研究人員相信，利用現有的激光系統，可能很快就能實現。

如果被證明成功，這一突破將具有多個實際應用方向。

應用前景

• 空間科學：該過程可以模擬磁化恒星和宇宙射流周圍的環境，幫助科學家更好地理解這些天體環境如何運作。
• 能源研究：特別是在激光聚變領域，產生強磁場可以改進諸如質子束快點火（proton-beam fast ignition） 等方法，這些方法需要嚴格控制高能粒子。
• 國防領域：該技術可能有助于開發高功率電磁系統，或改進暴露于極端磁場環境下的材料和系統的測試能力。

此外，強磁場在下一代發動機、傳感器和屏蔽系統中也至關重要。

這項研究恰逢日本和美國等國家大力推動本土高科技能力發展之際，這些能力包括量子物理、先進推進技術和空間系統。

大阪大學的新方法可能有助于彌合大型國家實驗室和較小規模大學實驗之間的差距，使更多國家能夠使用緊湊裝置研究極端物理現象。

盡管仍處于早期階段，BMI方法有望成為科學和工業領域的重要工具。

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