Они нашли способ быстрее и точнее проектировать магнитные ловушки для удержания плазмы.

Это ключевой элемент управляемого термоядерного синтеза.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Letters.

Проблема в том, что заряженные частицы (например, альфа-частицы) вырываются из реактора, не давая плазме разогреться до нужной температуры.

Чтобы удержать их, инженеры используют сложные магнитные поля, но в них неизбежно возникают «дыры».

Раньше их поиск требовал огромных вычислительных мощностей, а упрощенные методы давали неточные результаты.

Теперь исследователи применили теорию симметрии, которая позволила находить утечки в 10 раз быстрее, чем классические методы, и без потери точности.

Мы решили задачу, которая не давалась ученым почти 70 лет, — говорит Джош Бёрби, ведущий автор исследования.

Это меняет сам подход к проектированию реакторов.

Речь идет о стеллараторах — термоядерных установках, где плазму удерживают с помощью внешних магнитных катушек. Раньше расчет их конфигурации был мучительно долгим: приходилось проверять тысячи вариантов, чтобы исключить «дыры» в магнитном поле. Новый метод ускоряет этот процесс.

Кроме того, технология пригодится и в токамаках — другом типе реакторов, где есть проблема с убегающими электронами, способными повредить стенки установки.

Без нашего метода точный расчет удержания частиц практически невозможен, — объясняет Бёрби.

Прямое применение законов Ньютона требует гигантских вычислений, а упрощенные методы дают грубые ошибки. Мы нашли золотую середину.

Этот прорыв сокращает время и стоимость разработки термоядерных реакторов. Чем быстрее можно проектировать магнитные ловушки, тем скорее удастся создать коммерчески жизнеспособный термоядерный реактор.

Ранее мы объяснили, какие есть в мире ядерные реакторы и чем они друг от друга отличаются.