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        眾所周知，固、液、氣三態都是由分子或者原子等中性粒子構成的，而等離子體與它們的最大不同就是含有大量的帶電粒子。那么等離子體是怎么產生的呢？首先需要通過電離過程，得到電子與離子，這往往發生于高溫、放電、強電磁場等特殊外部環境中，這類環境并不適合包括人類在內的自然生物生存，因此等離子體在地球上無法隨時、隨處可見。但在浩瀚的宇宙中，美麗的星云、絢爛的恒星、廣闊的星際空間其實都是等離子體態。以太陽為例，太陽內部的核心區、輻射區、對流層等是超高密度的等離子體；外部的色球層、日冕層等大氣層是密度相對低一些的等離子體；日地之間的空間等離子體是超低密度的等離子體；太陽風暴、耀斑等現象都是典型的等離子體爆發現象。因此，等離子體也是天體物理研究的核心內容之一。

      那地球上的等離子體在哪里？其實，地球上也存在很多等離子體，只是我們不了解或者沒有在意。等離子體產生的最簡單方式就是放電。閃電就是自然界中最為強烈的放電過程之一。雷雨天氣下，不同云層因電荷積累差異形成極高的電壓差和極強的電場，當電場強度超過大氣的擊穿閾值后會產生等離子體通道形成電流的導通，放電電流可達幾十甚至上百千安，并伴隨有強烈的等離子體發光，這就是人們所觀察到的閃電。在極地區域，我們可以觀測到一種極其絢爛、美麗的等離子體現象——極光。極光是太陽風中的高能帶電粒子被地球磁場捕獲，其中一部分從磁極附近的磁場漏斗區深入大氣層內部，與空氣中的分子或原子碰撞激發、電離產生的等離子體發光現象。因此，要想看到美麗的極光，必須到地球磁場漏斗區對應高緯度極地地區（70~75°），例如北半球的阿拉斯加、加拿大、北歐以及南半球的新西蘭、智利等，在我國的漠河鎮運氣好時也能看到。

      熱愛生活的朋友們可能會想：“市面上那些等離子體電視機、清洗機與等離子體有關嗎？”答案是肯定的。低溫等離子體在工業、農業、生物醫學等多個領域有著廣泛應用，如等離子體刻蝕、清洗、加工、消毒等。等離子體電視機曾經火爆一時，其工作原理采用了放電等離子體技術，其顯示屏是由等離子體發光單元組成的陣列，單元內部含有驅動電極、惰性氣體以及紅、綠、藍三色熒光粉等。通過控制驅動電極間的惰性氣體放電過程改變等離子體發光參數（通常為紫外線），進而改變三色熒光粉的熒光產生及配比，從而得到發光單元需要的顏色。除了工業和日常生活應用外，等離子體也是科學領域極為耀眼的一顆明星。科學家們一直在探索研究可控熱核聚變，俗稱人造太陽，它被譽為未來解決能源危機的最有潛力的清潔能源之一。目前，可控熱核聚變主要有兩條技術路線，分別是磁約束聚變和慣性約束聚變，這二者也是等離子體科學與技術發展的最大推動力。

     《鋼鐵俠》中那枚方舟反應堆的科學原型就是磁約束聚變托卡馬克裝置。有點電磁學常識的朋友們應該知道，帶電粒子在磁場洛倫茲力作用下做回旋運動。鋼鐵俠的托卡馬克裝置正是利用磁場對電子和離子的洛倫茲力，約束氘氚等離子體懸浮并發生氘氚核聚變反應。國際熱核聚變實驗堆ITER是目前最大、最先進的托卡馬克裝置，是中、歐、美、俄、日、韓、印等主要國家共同推進的人類科學探險項目。目前，ITER尚處于裝置建設階段，將為托卡馬克商用聚變堆的設計與建造提供科學和工程技術儲備。

慣性約束聚變（Inertial Confinement Fusion, ICF）是利用高性能驅動器在極短的時間內將氘氚靶丸壓縮至極端的高溫、高壓、高密狀態，誘發氘氚聚變核反應，從而實現靶丸的聚變點火。慣性約束聚變過程類似于一顆微型氫彈的爆炸，點火條件達到令人恐怖的狀態，溫度達到幾億攝氏度，壓力達到幾萬億個大氣壓，密度達到固體密度的幾千倍。為了紀念英國科學家J. Lawson提出的核聚變反應堆能量平衡理論，科學界將聚變點火條件命名為：Lawson判據。

激光慣性約束聚變是目前國際上最為熱門的ICF方案之一，利用大能量激光裝置直接或間接輻照靶丸形成等離子體，激光與等離子體相互作用將能量沉積到靶丸內部，通過沖擊波壓縮靶丸達到點火條件。2021年8月，美國國家點火裝置（National Ignition Facility, NIF）利用192束激光聚焦到氣槍子彈大小的一個靶殼（黑腔靶）里面，產生了人類頭發絲直徑大小的點火熱斑，在納秒（10^-9秒）時間內獲得了1.3MJ（兆焦耳）的能量輸出，首次逼近聚變點火能量得失相當的門檻，被眾多物理學家譽為聚變科學史上的歷史性時刻和里程碑式成就。

這就是絢爛的等離子體的故事，它與人類的生產、生活、科技密不可分，是宇宙中最為絢爛的景色之一。