На токамаке KSTAR установили новый рекорд по удержанию плазмы
На южнокорейском токамаке KSTAR установлен новый мировой рекорд по времени удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле. Теперь он составляет 20 секунд, а к 2025 году должен увеличиться до 300 секунд, сообщается на сайте журнала Nuclear Engineering International.
Токамак KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) функционирует с 2008 года и является одной из немногих установок такого типа в мире, обладающей полностью сверхпроводящими магнитными катушками. Катушки выполнены из станнида триниобия и ниобий-титана и охлаждаются до температуры 4 кельвина.
На KSTAR ведутся исследования по длительному удержанию водородной или дейтериевой плазмы в магнитном поле, в том числе в рамках работ по проекту международного экспериментального термоядерного реактора ITER, который сейчас строится во Франции.
Начиная с момента получения первой плазмы на KSTAR физики пытались удерживать все более горячую плазму как можно дольше. В 2018 году время удержания плазмы с температурой ионов в 100 миллионов кельвинов составляло 1,5 секунды, в марте прошлого года оно увеличилось до 8 секунд.
24 ноября 2020 года ученым удалось достичь показателя в 20 секунд для плазмы с температурой 100 миллионов кельвинов, что является мировым рекордом. Эксперименты велись в режиме с внутренним транспортным барьером (Internal Transport Barrier), при котором наблюдается пониженный уровень турбулентности в плазме, а температура центральной области плазменного шнура увеличивается, по сравнению с режимом H-моды.
Ожидается, что к 2021 году будет произведена замена углеродных внутрикамерных элементов токамака на вольфрамовые. К 2025 году исследователи хотят достичь времени удержания горячей плазмы 300 секунд, а к 2040 году Корея намерена создать свой вариант демонстрационного термоядерного реактора K-DEMO.
Сборка реактора ITER официально началась в июле этого года, помимо него в термоядерной гонке участвуют и частные компании. О них можно узнать из нашего материала «Это будет бомба».
Александр Войтюк
Результат получила коллаборация Belle II
Выход за пределы Стандартной модели — важнейшая поисковая задача физиков, занимающихся элементарными частицами. В первую очередь они ориентируются на существующие крупные аномалии, например, темную материю. Множество расширений Стандартной модели опирается на введение новых невидимых бозонов, которые могли бы стать такой материей. Один из процессов, где такие бозоны могли бы себя проявить — это распад тау-лептона. Физики знают, что этот тяжелый лептон распадается на электрон или мюон и соответствующий набор нейтрино. Ряд теорий, однако, предсказывает альтернативный канал распада, в котором вместо нейтрино рождается темный бозон. Проверить эту гипотезу вызвались физики из коллаборации Belle II, работающие на лептонном коллайдере SuperKEKB. В ходе измерительной кампании, длящейся с 2019 по 2020 год, ученые собрали данные о более, чем 57 миллионах событий, в которых сталкивающиеся электроны и позитроны превращаются в таон-антитаонные пары при энергии в системе центра масс, равной 10,58 гигаэлектронвольта. Интегральная светимость эксперимента составила 62,8 обратного фемтобарна. Физиков интересовали коэффициенты ветвления процессов с участием темных бозонов, деленные на соответствующие коэффициенты для известных процессов. Авторы протестировали собранные данные для бозонов в диапазоне масс от 0 до 1,6 гигаэлектронвольта и не нашли подтверждения этой гипотезе. Результат работы физиков накладывает новые ограничения на отношения коэффициентов ветвления: (6−36)×10−3 для распада на электрон и (3−34)×10−3 для распада на мюон с доверительным интервалом 95 процентов. Японский коллайдер SuperKEKB — это модернизированная версия его предшественника, коллайдера KEKB. Он был снова запущен после семи лет ремонта в 2018 году. С тех пор на нем было получено множество новых результатов, например, уточненное время жизни очарованного лямбда-бариона.