เลเซอร์ฟิวชั่นเอาท์พุตเพิ่มขึ้นสามเท่าด้วยอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ใหม่

การทดลอง Inertial Condenment fusion (ICF) ได้รับการปรับปรุงโดยอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ใหม่ที่วิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางสถิติระหว่างผลลัพธ์ก่อนหน้า โปรแกรมดังกล่าวสร้างขึ้นโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเคยใช้โปรแกรมนี้เพื่อเพิ่มผลผลิตพลังงานเป็นสามเท่าในการทดลอง ICF ขนาดเล็ก นักวิจัยหวังว่าอัลกอริธึมนี้จะถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการ “จุดไฟ” ในการทดลอง ICF ในอนาคต

ใน ICF ไอโซโทปไฮโดรเจนเม็ดเล็กๆ 

ถูกบีบอัดด้วยเลเซอร์อันทรงพลังจนมีความหนาแน่นสูงจนนิวเคลียสหลอมรวมเป็นฮีเลียม โดยหลักการแล้ว พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานี้อาจมากกว่าพลังงานที่ส่งโดยเลเซอร์ และพลังงานส่วนเกินสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม การบรรลุสิ่งนี้ในทางปฏิบัตินั้นขึ้นอยู่กับความไม่เสถียรในการทำให้เชื่องในพลาสมาที่มีการบีบอัดสูง

รายละเอียดของการทดลอง ICF แตกต่างกันไป แต่เกือบทั้งหมดเริ่มต้นด้วยเลเซอร์ทรงพลังที่บีบอัดเม็ดดิวเทอเรียมและไอโซโทปนิวเคลียสขนาดมิลลิเมตร เมื่อความดันและอุณหภูมิใน “จุดร้อน” ที่แกนกลางของเม็ดสูงขึ้น จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน อย่างไรก็ตาม นี่เป็นส่วนที่ง่าย ในการผลิตแหล่งพลังงานที่ใช้งานได้จริง การหลอมรวมที่จุดศูนย์กลางจะต้องรุนแรงมากพอที่จะจุดชนวนให้เกิดการหลอมรวมทั่วทั้งเม็ดที่เหลือ

ประกายไฟฟิวชั่น“เมื่อคุณจุดไฟน้ำมัน คุณเริ่มต้นจากประกายไฟ – นั่นจะเป็นจุดร้อน” Riccardo Bettiจาก Laboratory for Laser Energetics (LLE) ที่มหาวิทยาลัย Rochester ในนิวยอร์กอธิบาย เบตติ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่สร้างอัลกอริทึมกล่าวเสริมว่า “ถ้าประกายไฟนั้นแรงพอ คุณจะมีกำลังมากพอที่จะจุดเชื้อเพลิง แล้วคุณก็จะได้รับพลังงานมาก มันเหมือนกันสำหรับการหลอมรวม”

การบรรลุเป้าหมายการจุดระเบิดเป็นเป้าหมาย

ของนักวิจัยที่ทำงานที่ National Ignition Facility (NIF) ที่ Lawrence Livermore National Laboratory ในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งเป็นโรงงานเลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างมา แม้ว่าจะมีการเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับ ICF ที่ NIF แต่ก็ยังไม่บรรลุเป้าหมายนี้

ความท้าทายหลักคือการควบคุมความไม่เสถียรที่เกิดขึ้นในพลาสมาภายใต้สภาวะที่รุนแรงเช่นนี้ “คุณสามารถเปลี่ยนหลายสิ่งหลายอย่างในการระเบิด” Betti กล่าว “คุณสามารถเปลี่ยนรูปทรงและองค์ประกอบของเป้าหมายได้ คุณสามารถเปลี่ยนรูปร่างของเลเซอร์พัลส์ได้…พื้นที่พารามิเตอร์มีขนาดใหญ่มากและจำนวนช็อตที่คุณสามารถถ่ายด้วยเลเซอร์ได้ – โดยเฉพาะอย่างยิ่ง NIF – มีจำกัด คุณไม่สามารถสุ่มตัวอย่างพื้นที่พารามิเตอร์ทั้งหมดได้”

ขาดแคลนทรัพยากรแบบจำลองคอมพิวเตอร์มีความสำคัญต่อการเลือกว่าชุดค่าผสมของพารามิเตอร์ใดบ้างที่ได้รับการทดสอบในการทดลอง โดยหลักการแล้ว โมเดลคอมพิวเตอร์ที่สมบูรณ์แบบสามารถกำหนดชุดค่าผสมในอุดมคติได้ ดังนั้นนักวิจัยจึงจำเป็นต้องทำการทดลองเพียงครั้งเดียว Varchas Gopalaswamy แห่ง LLE กล่าวว่า “ถ้าเราสามารถจำลองสถานการณ์ด้วยปรากฏการณ์ทั้งหมดที่แก้ไขได้อย่างสมบูรณ์แบบในแบบ 3 มิติในระยะเวลาที่เหมาะสม เราอาจออกแบบเป้าหมายที่มีประสิทธิภาพสูงได้แล้ว “น่าเสียดายที่บนโลกนี้ไม่มีทรัพยากรในการคำนวณให้ทำเช่นนี้”

Gopalaswamy และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษา

ผลลัพธ์จากเลเซอร์ OMEGA ของ LLE ซึ่งสามารถโฟกัสพลังงาน 30 kJ ลงบนเม็ด ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2548 OMEGA ได้ดำเนินการทดลองไปแล้วประมาณ 80,000 ครั้ง ทีมงานได้เปรียบเทียบการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์กับผลการทดลองจริง และพัฒนาโปรแกรมทางสถิติเพื่อคาดการณ์ชุดค่าผสมพารามิเตอร์ที่อาจให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น จากนั้นนักวิจัยได้ทดสอบการคาดการณ์ใหม่เหล่านี้ ป้อนผลลัพธ์ใหม่กลับเข้าไปในโปรแกรม และใช้กระบวนการวนซ้ำเพื่อค้นหาการกำหนดค่าที่ดียิ่งขึ้น

“พวกนายมันบ้าไปแล้ว!”จากนั้นนักวิจัยได้ทำการทดลองกับ OMEGA โดยใช้พารามิเตอร์ที่แนะนำโดยอัลกอริทึม และสามารถให้ผลตอบแทนจากการหลอมรวมเป็นสามเท่าเมื่อเทียบกับการทดลองครั้งก่อน Michael Campbell ผู้อำนวยการ LLE กล่าวว่า “การวิ่งที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดใช้ชีพจรเลเซอร์ที่เราไม่ได้เลือกจากหลักการแรก” เมื่อ Riccardo และ Varchas แสดงให้ฉันเห็นครั้งแรก ฉันพูดว่า ‘พวกคุณบ้าไปแล้ว! ‘”

OMEGA ไม่สามารถจุดไฟให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน แต่ถ้าทำการทดลองที่คล้ายคลึงกันที่ NIF นักวิจัยคาดการณ์ว่าสิ่งนี้อาจนำไปสู่ผลตอบแทนจากการหลอมรวมที่ 500 kJ ซึ่งสูงกว่าสถิติปัจจุบันหลายเท่าและกำลังอยู่ในขั้นตอนการจุดระเบิด อย่างไรก็ตาม Betti เตือนว่า “NIF ไม่ใช่แค่ใหญ่กว่า แต่ยังแตกต่างกัน ดังนั้นการปรับขนาดเป็น NIF นั้นจะยุ่งยาก”

Stefano Atzeniจากมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรม ผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างแบบจำลองนิวเคลียร์ฟิวชัน อธิบายว่างานวิจัยนี้เป็น “กระบวนทัศน์ใหม่” ที่จำเป็น เนื่องจากเป็นที่ชัดเจนว่าการจำลอง ICF นั้นไม่แม่นยำเท่าที่ควร

อินเทอร์เน็ตรุ่นควอนตัมจะทำงานโดยแทนที่ตัวทำซ้ำเหล่านี้ด้วยตัวควอนตัมโฟโตนิกทั้งหมดที่มีพื้นฐานมาจากอุปกรณ์ออปติคัลเท่านั้น เช่น องค์ประกอบออปติคัลเชิงเส้น แหล่งกำเนิดโฟตอนเดียว และเครื่องตรวจจับโฟตอน ต่างจากตัวทำซ้ำควอนตัมทั่วไปที่ต้องใช้ทั้งอุปกรณ์ออปติคัลและหน่วยความจำควอนตัมสสาร แต่ทำได้ยากเนื่องจากจำเป็นต้องจัดเก็บสถานะควอนตัมที่ไซต์ทวน ซึ่งทำให้มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดมากขึ้น พวกเขายังใช้งานไม่ได้ในปัจจุบันและมีราคาแพงเนื่องจากมักจะต้องทำงานที่อุณหภูมิแช่แข็ง

การวัด Bell แบบปรับเวลาถอยหลังได้นักวิจัยที่นำโดยทาคาชิ ยามาโมโตะแห่งมหาวิทยาลัยโอซาก้าที่ทำงานร่วมกับทีมข้างต้นได้เสนอแนวทางที่จะเอาชนะปัญหาเหล่านี้ และกำลังรายงานเกี่ยวกับการสาธิตการทดลองครั้งแรกสำหรับองค์ประกอบสำคัญของเครื่องทวนสัญญาณควอนตัมทั้งหมด ซึ่งเป็นการวัดแบบเบลล์แบบย้อนเวลา .

“ตัวทำซ้ำควอนตัมทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นแบบมาตรฐานหรือแบบโฟโตนิกทั้งหมด จำเป็นต้องทำการวัดเบลล์แบบปรับได้” ยามาโมโตะอธิบาย ต่างจากตัวทำซ้ำควอนตัมมาตรฐานที่สามารถรักษาสถานะควอนตัมของโฟตอนในระบบวัสดุจนกว่าจะมีการวัด

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย