可湍流要是那么容易解決,就不會(huì)困擾大家這么多年了——所謂磁約束中的湍流效應(yīng),即是指等離子體在高溫下受到擾動(dòng)而產(chǎn)生的不規(guī)則流動(dòng)現(xiàn)象。
流體運(yùn)動(dòng)時(shí),如果流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡是有規(guī)則的光滑曲線,這種流動(dòng)叫層流,沒有這種性質(zhì)的流動(dòng)叫湍流。
舉個(gè)形象些的例子,這就像是一個(gè)正在奔流的河道,如果將低溫狀態(tài)下的等離子體看作平靜的河流,那么在高溫高密度狀態(tài)下,等離子體就宛如九曲十八彎的激流。
等離子體溫度高,就相當(dāng)于彎多水多,暗流涌動(dòng),想要約束自然很難,甚至一個(gè)不小心還有演變成洪災(zāi)。
更重要的是,河流的暗流如何流向,力如何作用,這些量會(huì)隨著時(shí)間和空間坐標(biāo)發(fā)生紊亂的變化,根本就沒有任何規(guī)則和規(guī)律可。
沒有規(guī)律就代表著無法掌握,無法掌握就很難形成理論,沒有理論自然就難以進(jìn)行約束。
這就像是一個(gè)死結(jié)。
其實(shí)從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始,等離子體湍流理論就已經(jīng)初步建立,而隨著全世界各大國家開始進(jìn)行磁約束聚變研究,目前已經(jīng)有了大量的模型和數(shù)值模擬代碼,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果也有很多,但是這些大部分都是在低頻等離子體狀態(tài)下的運(yùn)行——也就是在低溫低密度狀態(tài)下等離子體湍流造成的橫越磁場(chǎng)粒子、熱能和動(dòng)量輸運(yùn)有著很多的經(jīng)驗(yàn)。
可一旦在高溫高密度狀態(tài),特別是在目前他們所進(jìn)行的破億溫度下,如何約束等離子體,如何解決湍流問題,卻沒有任何數(shù)據(jù)。
因?yàn)樵谌澜绶秶鷥?nèi),目前達(dá)到這一溫度,只有他們等離子所。
換而之,他們沒有對(duì)照的經(jīng)驗(yàn),只能自己摸索。
退一萬步,就算是有對(duì)照的經(jīng)驗(yàn),也其實(shí)沒有太多參考價(jià)值,因?yàn)楝F(xiàn)在全世界范圍內(nèi),所有研究可控核聚變的機(jī)構(gòu)和組織,在等離子體的控制和約束上,從來都沒有形成定理,完全都是靠著大量數(shù)據(jù)積累出來的經(jīng)驗(yàn)。
至于將湍流掌握,這幾乎是異想天開——在物理學(xué)界,湍流理論被稱為經(jīng)典物理學(xué)最后的疑團(tuán),因?yàn)樗婕暗綇奈⒂^到宏觀許多時(shí)空尺度上的運(yùn)動(dòng),它不僅和周圍進(jìn)行著能量交換,其內(nèi)部也存在著各式各樣的能量交換。
在這樣的情況下,想要將其掌握,何其困難?
然而,無論多么的困難,現(xiàn)在他們遇到了這個(gè)問題,并且這還是一個(gè)需要他們不得不直面,不得不將其解決的問題。
正因如此,他們的情緒才會(huì)顯得很低沉。
“咚咚?!毖劭粗娙饲榫w比較低沉,劉建為院士手指輕輕敲擊桌面,將眾人的注意力吸引過來。
“研究遇到難題,想辦法越過就是?!眲⒔檎f道:“當(dāng)然,我也知道湍流是一個(gè)無法越過的障礙,雖然我們目前無法將其掌握,但也不是沒有辦法?!?
聞,眾人都將目光看向劉建為。
“你們應(yīng)該也都知道,目前國家在大力支持量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,從上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)成立了理論小組,目前經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,已經(jīng)有了些許成果——”
劉建為說到這里,在座的陳海忍不住身體前傾,下意識(shí)問道:“教授,難道咱們國家的量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)建成了?”
話被打斷,劉建為不由得看了一眼陳海,后者訕訕一笑,劉建為這才繼續(xù)說道:“目前量子計(jì)算機(jī)還沒有建成,不過可以告訴你們的是,已經(jīng)不遠(yuǎn)了!”
“我已經(jīng)得到消息,由中科大研發(fā)和構(gòu)建的世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)快要完善,按照他們透露給我的消息,最遲明年中旬就能使用!”
“同志們,量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力多么強(qiáng)大你們應(yīng)該也都知道,如果到時(shí)候咱們有了這件寶貝的幫助……”
“咱們就能攻克湍流理論了!”一旁的陳海又按捺不住,忍不住驚呼出聲。
“你給我閉嘴,怎么哪都有你!”劉建為沒好氣的瞪了他一眼,嚇得陳海連忙縮了縮脖子。
“能否攻克湍流理論我不清楚,但依靠量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算力,或許可以幫助我們?cè)跀?shù)據(jù)上進(jìn)行分析,省卻我們大量的時(shí)間。屆時(shí),依靠著這些數(shù)據(jù),我們也足以在現(xiàn)有的成果基礎(chǔ)上,獲得更高的突破?!?
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