В 1988 году Мартин Гринвальд установил границу электронной плотности, после которой плазма токамака становится нестабильной. За прошедшие 40 лет этот лимит был превзойден в лучшем случае в два раза. Эксперимент физиков из Университета штата Висконсин превысил предел Гринвальда в десять раз в установившемся режиме, сообщает Science Alert.

Термоядерный синтез требует очень высоких температур, которые возникают в результате удержания заряженных частиц, составляющих плазму. В реакторах типа токамак шнур плазмы удерживается магнитными полями, но этот метод, по сравнению с другими, чаще приводит к возникновению нестабильностей в плазме. Они возникают из-за строгого ограничения электронной плотности. Однако чем выше плотность, тем больше энергии будет на выходе.

Ученые установили две характеристики реактора, которые позволяют дерзко нарушить закон Гринвальда: толстые, проводящие стенки для стабилизации магнитных полей и энергоснабжение, которое можно было бы настраивать благодаря обратной связи.

«Максимальная плотность оказалась заданной аппаратными ограничениями, нежели чем нестабильностью плазмы», — заявили исследователи.

Впрочем, праздновать победу пока рано: ученые еще не проверили, как поведет себя плазма в экспериментальном токамаке при сверхвысоких температурах, необходимых для термоядерной реакции. Кроме того, пока не понятно, почему получилось настолько преодолеть лимит Гринвальда и в какой мере это достижение можно будет использовать в более мощных токамаках.

Первый в мире высокотемпературный сверхпроводящий токамак, разработанный шанхайской Energy Singularity, получил первую плазму в июне этого года. Экспериментальный токамак «Хунхуан-70» совершил значимый шаг к коммерческому термоядерному синтезу.