激光加热的纳米线产生微尺度核聚变

核聚变是为我们的太阳提供动力的过程，当轻元素之间的核反应产生较重的核反应时发生。科罗拉多州立大学实验室也正在以较小的规模发生这种情况。

CSU科学家和合作者使用紧凑但功能强大的激光加热有序纳米线阵列，在实验室中展示了微尺度核聚变。它们已经实现了中子产生的记录设定效率 - 由聚变过程产生的无电荷亚原子粒子。他们的工作在Nature Communications上发表的一篇论文中有详细介绍，由电气和计算机工程和物理学大学杰出教授Jorge Rocca领导。该论文的第一作者是科罗拉多州立大学研究生Alden Curtis。

激光驱动的受控聚变实验通常在体育场大小的建筑物内的价值数亿美元的激光器中完成。这些实验通常适用于利用清洁能源应用的融合。

相比之下，Rocca的学生团队，研究科学家和合作者使用他们从头开始构建的超快速，高功率桌面激光器。他们使用快速脉冲激光照射不可见线的目标，并立即产生极热，密集的等离子体 - 条件接近太阳内部的条件。这些等离子体驱动聚变反应，释放出氦气和高能中子闪光。

在他们的自然通信实验中，该团队每单位激光能量产生了创纪录数量的中子 - 比使用相同材料的传统平面目标的实验好大约500倍。他们的激光目标是一系列由称为氘化聚乙烯的材料制成的纳米线。该材料类似于广泛使用的聚乙烯塑料，但其常见的氢原子被氘(一种较重的氢原子)取代。

这些努力得到了杜塞尔多夫大学(德国)和科罗拉多州立大学的密集计算机模拟的支持。

在小范围内有效地制造聚变中子可以导致基于中子的成像和中子探针的进步，以获得对材料结构和性质的深入了解。结果还有助于理解超强激光与物质的相互作用。