在理论物理学界的前沿研究领域中,对于一个难以预测的混沌系统,比较常见的做法便是扔一颗粒子进去探探路。
通过对该粒子的观察,间接对该系统进行观察。
事实上,陆舟提出这个实验思路,很大程度上源于早些时候他在ce的工作经验。
如果将等离子体所在的整个体系看成一个被关在黑箱里的台球桌,将等离子体当做桌上的台球,那么再没有什么比朝着一个固定的方向“打一杆出去”,更适合摸清球桌上的情况了。
至于这个被用来当做“白球”的粒子,再没有比氦3更合适了。
首先它的原子直径足够小,三由两个质子和一个中子构成,与氚的原子质量接近,原子核结构又更加稳定!不但从概率意义上尽可能避免了难以区分的多原子碰撞,而且更易于从等离子体中穿过。
要达到氦3与氘发生聚变反应的温度,至少得将现有的温度和电磁场翻上一百倍才能满足,所以哪怕是最终用在仿星器上,基本上也可以忽略掉氦三参与聚变反应这种情形。
所以,用氦3来做这个实验,是再合适不过了!
考虑到整个等离子体体系中的粒子数量,一颗氦3原子对整个体系的扰动几乎可以忽略不计。毕竟扔一颗原子进去对整个体系的影响,可要比插一根探针进去小多了!
穿过等离子体的氦3原子会与体系中的粒子发生碰撞,碰撞中产生的电磁波作为“声音”,被连接在装置外侧的观测设备听到,根据这些数据,可以分析出等离子体内的宏观、微观参量。
而在此之后,穿过等离子体的氦3原子将与靶材料碰撞,反馈出撞击数据的同时,从整个体系中脱离。
只要连续不断地对等离子体发射作为“探测器”的氦3原子,再收集碰撞产生的电磁波数据,以及靶材料上收集到的撞击数据,陆舟有信心可以通过数学的方法,间接分析出氦3在等离子系统中受到的扰动,从而间接反推出系统本身的各项属性。
如果这么说过于抽象的话,可以做个简单的类比。
我们测量水的折射率,如果直接以水本身为研究对象,整个实验毫无疑问是复杂的。但如果将一束光射入水中,通过观察光与界面夹角的变化来计算折射率,整个实验会变得简单许多。
而陆舟的实验思路,便是将氦3粒子,作为射入等离子体的那道光!
“……我们只需要在仿星器的第一壁上,设置一块巴掌大的靶材料,用来捕捉从原子枪发射的氦3粒子,就能通过记录发射周期内氦3与氚原子碰撞发出的电磁波信号、以及最终氦3撞击靶材时的携带能量、撞击角动量等等数据,间接分析高温压状态下等离子体携带的数据!”
“我暂且不说这能不能做到,”盯着陆舟,拉泽尔松教授认真地说道,“你确定有了这些数据,处理的了它们吗?如果我们发射n颗粒子,涉及到的变量将超过n的n次方不只!而且还要考虑到等离子体本身受磁场的扰动……”
当一个物理模型的变量足够庞大,那将是超级计算机都无法完成的计算。
然而,拉泽尔松教授的话,并没有把陆舟给吓倒。
用肯定的语气,陆舟回答了拉泽尔松教授的质疑:“别人知不知道我不确定,但我有九成以上的把握。”
建立数学模型和对数学模型进行求解是两个概念,虽然这个变量看起来异常庞大,但事实上那些都是需要超算去头疼的事情。
如果只是建立理论模型的话,陆舟对于自己的能力,还是相当有自信的。
眼神中闪过一丝犹豫,拉泽尔松教授依然无法相信作出决定。
从理论上来讲,这条思路似乎是行得通的,但前提是陆舟能够完成向他承诺的那样,根据那些氦3原子的电磁波激发数据,对整个体系建立理论模型。
如果收集到的数据无法有效利用起来,就算他们最终就算成功了,也只是白费功夫。
无法被利用的数据,比实验中的“噪音”好不到哪里去。
“……给我一个相信你能做到的理由。”
“哥德巴赫猜想够吗?”
拉泽尔松教授断然道:“不够!那只能说明你是数论领域的专家,对我来说没有任何意义!”
“电化学界面结构的理论模型呢?”眼见拉泽尔松教授下意识地打算反驳,陆舟立刻抢在他前面说道,“我知道你想说,这最多证明我在计算化学、理论化学上的实力,并不能说明同样适合等离子体的研究,对吗?”
拉泽尔松教授没有说话,但眼神已经说明了他的想法。
陆舟没有气馁,继续说道。
“但我要告诉你的是,我所研究的这些东西,归根结底是对数据的处理,而且我已经处理过的数据规模,并不比我们即将面临的数据量小多少!”
这一次,拉泽尔松教授倒是不说话了,而是陷入了沉默,似乎是在思考着。
见他没有说话,陆舟在他的旁边继续说道。
“相信我,听起来很难,但它并没有难到不可解决的程度!我们所做的,只是往等离子体中插入一根名叫氦3的探针。唯一听起来匪夷所思的仅仅是,它的体积只有一颗原子那么小。”
“如果我们成功了……”