علماء الفيزياء يحلون لغز الاندماج النووي بالمايونيز

يُعد الاندماج النووي من أكثر التقنيات الواعدة لتوليد طاقة نظيفة وغير محدودة، إذ يحدث عند اتحاد نوى ذرية خفيفة لتكوين نوى أثقل، ويطلق طاقة هائلة كما في باطن الشمس. لكن تحقيق التفاعل على الأرض يتطلب درجات حرارة تفوق حرارة الشمس بعشر مرات، بسبب غياب القوى الجاذبة الهائلة التي تمتلكها النجوم.

في المختبرات، يُستخدم مزيج من نظائر الهيدروجين يُجمّد في كبسولات معدنية ويُفجّر بالليزر لتصل حرارته إلى أكثر من 220 مليون درجة مئوية، مكوّناً بلازما - وهي حالة غازية متأينة يحدث فيها الاندماج النووي. لكن الحفاظ على استقرار البلازما هو التحدي الأكبر، إذ تميل للتحرك والفرار من الحصر المغناطيسي، مما يؤدي إلى خسائر في الطاقة ويفشل التفاعل.

المثير في أبحاث الاندماج النووي أن العلماء لجأوا إلى تشبيه البلازما بـ"المايونيز" لتفسير بعض الخصائص الفيزيائية للبلازما، خصوصاً في ما يتعلق بعدم الاستقرار. المايونيز هو مستحلب من الزيت والماء تثبّته مكونات مثل صفار البيض، ويتصرف كمادة صلبة في بعض الظروف، ويتدفق عند تغير الضغط. السلوك المشابه دفع الباحثين إلى دراسة المايونيز لفهم كيفية التحكم في حالات البلازما بين المرونة والانسيابية، والتقليل من اضطراباتها.

في دراسة نُشرت في مجلة Physical Review E، استخدم فريق علمي بقيادة أريندام بانيرجي من جامعة ليهاي تشبيه المايونيز لفهم التغيرات في البلازما واستقرارها. وأظهرت التجارب أن إضافة أيونات ثقيلة إلى البلازما تقلل من اضطراباتها، مثلما يثبت صفار البيض خليط الزيت والماء، ما يساعد على الحفاظ على توازن البلازما داخل جهاز التوكاماك للحصر المغناطيسي.

رغم اختلاف المايونيز عن البلازما في طبيعتهما، تمكن التشبيه من تبسيط مفاهيم معقدة ونقلها بصورة مفهومة، كما أسهم في تطوير طرق جديدة لتعزيز استقرار البلازما، مما يقرّب العلماء خطوة إضافية نحو تحقيق حلم الاندماج النووي المستدام.