斯坦福大學加速實驗室的科研人員進行了一項實驗，對一種高溫而致密物質(zhì)的結構和溫度進行了精確測量。從鋁元素物質(zhì)轉(zhuǎn)化為超熱和高壓的混合物時，科研人員獲得了高溫和高壓態(tài)的致密性物體。高溫而致密性物質(zhì)被認為存在于巨型氣體行星的核心，太陽系和其它恒星系含有巨型的氫氣體行星，系外行星的質(zhì)量可達到太陽系內(nèi)木星質(zhì)量的數(shù)倍，巨型氣體行星有非同尋常的特征，行星物理學的探索和研究拓展了人們對行星形成和演化的認識。研究人員在實驗室中模擬了巨型氣態(tài)行星核心的物質(zhì)形態(tài)，奇異的物質(zhì)特征令他們感到欣喜不已。

斯坦福大學加速實驗室的模擬實驗成果在《自然光子學》雜志上發(fā)表，國際合作科學團隊將實驗成果引向了一個更大的科學課題：核聚變反應是如何發(fā)生的？怎樣控制核聚變反應？核物理學家期待從核聚變實驗中開發(fā)核能利用的途徑，有效化解人類面臨的能源危機和環(huán)境污染的雙重困境。人類的現(xiàn)代文明遭遇“現(xiàn)代化的陷阱”，科技為人們的生產(chǎn)和生活帶來了動力和指引。

氫元素參與的核聚變反應驅(qū)動了恒星的演變，恒星穩(wěn)定的結構依賴于自身引力與核聚變反應輻射壓力之間的平衡，氫元素和其它元素參與的核聚變反應一旦停止，恒星在自身引力的作用下發(fā)生收縮性的崩塌，核聚變反應的開始意味著恒星的誕生，核聚變反應的停止意味著恒星的死亡，反之，恒星死亡表明了氫和氦元素物質(zhì)的消耗殆盡。氫元素氣體是恒星核燃燒的主要燃料，在宇宙的儲量極其豐富，開發(fā)氫能源將成為緩解未來能量危機的重要手段。

斯坦福研究所(SIMES）的齊格弗里德·格倫舍是一位著名的材料和能源領域的科學家，加入了斯坦福大學加速實驗室的項目研究，他解釋說在以往的加熱和加壓實驗中未能測出精確的數(shù)據(jù)，對高熱和致密態(tài)物質(zhì)的特性缺少細節(jié)性認識，國際合作科學團隊完成了細節(jié)性的實驗步驟，他們在實驗中使用了強大功率的激光，被轟擊的固體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏嚎s性的固態(tài)物質(zhì)和致密性的等離子體，創(chuàng)造等離子體物質(zhì)是實驗的第一部，然后，在實驗室的條件下實現(xiàn)核聚變的過程。

團隊成員使用了先進的激光技術，對超薄的鋁箔樣品進行壓縮，施加的壓力相當于深海區(qū)水壓的4500多倍，產(chǎn)生的20，000開爾文高溫相當于太陽表面溫度的4倍多?？茖W團隊精確地檢測了鋁箔樣本的物理特性，鋁箔樣品在高溫和高壓的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楦邿岫旅艿牡入x子體態(tài)，這是一種由電子和高壓原子組成的極高溫的氣態(tài)物體。為何高溫而致密的物質(zhì)態(tài)隱藏了很多的神秘性？其中的主要原因是人們在實驗室的條件難以模擬這類物態(tài)。

高溫而致密性的物質(zhì)展現(xiàn)了幾種物態(tài)的特性，它們似乎處于固體和等離子態(tài)物質(zhì)之間。太陽內(nèi)部物質(zhì)是自我維持等離子態(tài)的最好樣本，科研人員在商業(yè)性開發(fā)的電視顯示屏上使用了等離子體技術。行星物理學家認為，高溫而致密性的物體出現(xiàn)在巨型行星的核心，自身的引力維持了物態(tài)的穩(wěn)定性，但人們在實驗室的條件下難以制造穩(wěn)定的等離子態(tài)物質(zhì)，它們的存在時間甚至只有十億分之一秒。科學家在理論模型的建構上主要依賴計算機模擬技術，使用強功率激光轟擊一個固態(tài)物體的樣本，將樣本物體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體態(tài)。

科學團隊在早期的研究中選用了第一塊“鋪路石”的鋁材料，在實驗項目的實施中克服了很多難題，比如：氫元素物質(zhì)在同樣高溫而致密的條件下會產(chǎn)生怎樣的特征？氫元素占到宇宙中可見物質(zhì)的大約75%，從氫元素開始合成，今日宇宙已演變成一個多姿多彩的物質(zhì)世界，為人類帶來了無窮無盡的物質(zhì)財富之源。氫元素在核聚變反應中扮演了一個中心角色，從氫元素物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷囟旅芪镔|(zhì)的過程，科學家更好地理解了物質(zhì)形態(tài)的轉(zhuǎn)化，找到了化解相關理論爭議和不足的方法，最終解開核聚變反應的奧秘。

（編譯：2015-3-24）