電流在日常生活中很常見，它們驅動機械的運作與電腦的運算，是人類文明發展的關鍵。近期，美國能源部（U.S. Department of Energy，DOE）普林斯頓電漿物理實驗室（Princeton Plasma Physics Laboratory，PPPL）的科學家在研究核融合時，發現一種新形態的電流。這個發現不僅有助於核融合的發展，也提供科學界對基礎物理的新洞見，為研究打下新的根基。研究團隊將論文發表在《Physics of Plasmas》期刊上。
研究論文傳送門
靜電波帶動粒子移動，進而產生電流
核融合是輕元素融合成重元素的過程，需要在極高溫的狀態下反應；此時，粒子會以電漿的形態存在。研究團隊發現，在核融合的過程中，托卡馬克（Tokamak，一種透過磁場約束電漿以實現核融合的設備）內產生一種新型態的電流。深入研究後發現，當托卡馬克內有特定的靜電波（electrostatic wave）時，就會產生這種電流。
普林斯頓電漿物理學專案研究生，論文第一作者 Ian Ochs 比喻，這些靜電波會推動某些帶電粒子，很像是拿衝浪板在海浪上衝浪，而要產生這種電流，波的頻率是關鍵。當頻率高時，波會讓某些電子向前移動，另一些向後移動，最後兩者抵消，沒有電流產生；當頻率低時，波會將電子往前推，並把原子核向後推，產生電流。
研究團隊發現，離子聲波（ion acoustic wave，電漿中離子和電子的一種縱向震盪，類似聲波）會推動帶電粒子，產生電流的現象。
科研意義：挑戰過往觀點，建立新的研究基礎
關於該發現對科研的意義，Ochs 表示，這種電流與傳統的物理認知不同，這個發現能讓我們更了解基本物理。此外，這個發現也能從實驗室尺度拓展到宇宙尺度；Ochs 認為，宇宙中有很多磁場，可以大到星系等級，這個發現也有助於人類認識宇宙磁場。
而天體物理學教授、副系主任暨電漿物理專案主任，論文共同作者 Nathaniel Fisch 表示，這個發現挑戰過往的物理學觀點，甚至建立新的研究根基；此研究所建立的數學模型與物理概念，有助於近一步研究波與電漿的互動關係。
參考資料
《Physics of Plasmas》、《PhysOrg》
（本文提供合作夥伴轉載；首圖來源：Wikimedia Commons）
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