第35章 量子隧穿模型猜想

林森继续道：“我有几个想法，不知道可不可行。

你是研究高能粒子的，对量子隧穿效应认识应该很深，我们都知道太阳的核聚变真正起作用的就是量子隧穿效应。

太阳中心温度只有1500万到2000万摄氏度，远远没有到可以让质子克服库伦势垒，但是它仍然可以进行核聚变。原因就是量子隧穿，尽管这种效应是以非常低的概率存在的，但是太阳因为质量足够大，极小的概率加上足够大的基数也就必然能发生。

我们是否能建立一种量子隧穿概率的数学模型，磁约束型核聚变中，亿度高温等离子体通过一定的控制过程，让这些粒子呈现一种量子隧穿的临界态，这样或许不需要太高的温度就能发生聚变反应。在惯性约束型核聚变中，除了激光约束还能发射一种量子隧穿诱导粒子轰击靶丸，让聚变条件不需要达到原来的条件。

借用太阳的核聚变的原理，只不过不是传统理解的高温高压。

还有一种设想，在惯性约束型核聚变中，使等离子体套筒中提前诱导轰击裂变材料产生裂变，再利用裂变的能量获得足够的内爆动能，然后与聚变靶丸相互作用，实现聚变点火，由于聚变产生的能量较大，这时投入新的聚变靶丸也可以再次聚变，最终实现脉冲式热核聚变，这种设想类似于聚变裂变混合堆方式。

这个原来就如日光灯原理一样，开始需要较大的电压点火，稳定后使用常规电压就能稳定发光，不过这个设想的困难点在于找到这个‘镇流器’，不过对我们对材料的性能要求将会小的多。”

我们都知道太阳发光发热是因为它内部的高温高压产生了核聚变，按照传统聚变理论，太阳中心的高温高压条件是不能进行聚变的，但是这个宇宙的规则给了它可能，这就是量子隧穿。

单个原子出现量子隧穿的概率接近于0，但太阳质量太大了，太阳满足量子隧穿核聚变的条件就无限趋于100%了，这也是太阳可以在不满足理论聚变的条件下就可以进行核聚变。

为了理解量子隧穿，量子隧穿可以克服原子核间的强大的库伦力，也即是电磁力，是我们日常生活中所有的力几乎都是电磁力的表现形式。

在微观上，就是带电粒子的相互作用，氢核聚变本质就是两个质子结合成一个新的原子核，质子带正电荷，核聚变就是质子要克服质子间的斥力并结合到一起，也叫克服库伦壁垒。这种结合会损失质量（也叫结合能），释放大量的能量。

但是我们是否考虑过，离得这么近的两个质子，他们的电荷斥力有多么大？质子是怎么结合在一起的。

答案就是强相互作用力，也称强力（强力是宇宙四大基本力之一，其它的力是，引力，电磁力，弱力），强力非常强大，不过作用距离比较短，它能克服强大的电荷斥力将质子都牢牢束缚住。

三体的“水滴”的表面材料就是使用这种力将原子核都束缚住，只需要用简单的撞击就能摧毁所有的人类战舰。这种材料处于原子简并态（原子紧紧的挨在一起，白矮星物质）与中子简并态（中子紧紧的挨在一起，中子星物质）之间的一种物质。

（经网友指正修改，作者之前将“强相互作用力材料”就理解是完全版的强力材料，若是三体真正有这种技术，重聚变都可以了，真的没必要来太阳系了。三体人应该只能初步利用这种力，扩大了强力的范围，拉近原子简并态的原子核距离，并束缚住。所以原著说的也就比太阳系最硬物质硬百倍，完全版的强力材料的硬度将是万倍。）

弱相互作用力，也称弱力，主要作用于各种费米子，制约着各种放射性作用，这里不过多介绍。铁元素前的元素通过聚变会释放能量，铁元素后面的元素通过裂变释放能量，换句话说铁元素后面的元素要是还聚变就要吸收能量了，宇宙总是可以平衡的。

再说量子隧穿，正常的核聚变就是两个质子一步步克服电荷斥力相互靠近，最后被强力捕获。而量子隧穿就如同是趁着电荷斥力没注意就刷的一下跑过去了。一个要翻过高山达到另一面，一个发现有个隧道，直接从隧道穿过去到了山的另一面。

林森让丁仪计算的就是这种量子隧穿的模型，以及激发增加量子隧穿概率的方式。

林森不知道的是，他提出的量子隧穿模型的方式是大低谷后期使用的核聚变方式，那是核聚变成熟的标志。而在原时间线中，5年后丁仪使用的也就他后一直假设“日光灯原理”的脉冲式聚变裂变混合堆方式。

丁仪在成功后，转入高能粒子研究，虽然没有什么建树，但对量子隧穿的模型取得了重大成果，这一成果在大低谷后期被应用于可控核聚变，这也是人类为什么让他成为第一个接触水滴的人。

丁仪眼中一亮，有点惊疑的看着林森，脸上洋溢莫名的神采道：

“真没想到你对核聚变的研究也是如此的精深。你的量子隧穿模型构想虽然也曾经有提出过，但这其中的计算太过复杂，需消耗的计算量也是难以满足的，但的确是个很好的方向。

但我认为你第二种假设在现在的条件下更具备可行性，其实我近期在考虑的正是脉冲式聚变裂变混合堆方式。

目前只是一个构想，如你的方案一样，我构想的聚变途径，其中关键的还是要能承受住这种脉冲式核爆压力的材料，也就是能符合‘镇流器’使用的材料，这种材料所需的特性比传统聚变所使用的炉壁材料还要强很多。

不过昨晚与汪淼有了一次交流，他准备发表一篇论文，论文中提出一种纳米铪钨合金材料，通过分子搭积木形成一种新型晶胞合金结构，虽然制造困难，但这种材料应该是满足脉冲式核爆压力的。

我会在这方面继续研究的，若是成功一代可控核聚变也就成功了，甚至我感觉，这种方式有实现二代可控核聚变可能。

不得不说，林森先生，不知为什么在您身边，我总是可以感觉到一股莫名的信心。

我对我设想中的方案，也没有多少把握，本来是准备在PDC所有验证都失败时再提出来，但你让我感觉或许我的方案才是正确的。”

林森：“继续朝你认为正确的道路走下去，你的道路是最适合当下的，也是最能接近成功的。

现在的我们不需要什么退路，想做什么就做什么，不需要任何顾虑。

不管我们与三体最后的结局是什么，当下的我们更要肆意人生，有什么比我们能按自己的想法，研究自己想要的成果还来的肆意呢？

潇洒不羁的你应该让你的人生更加精彩，探求物理的终极奥秘，才是你应该追求的。

这个时代你们可能认为是物理学的坟墓，但我觉得不是，这是物理学家的天堂。不能有哪个时代的会允许我们肆意的投资如此巨大，让我们想怎么研究就怎么研究，我们应该荣幸在这个时代。

相信我，我会带你看到那天的，让你看到物理的真相！”