黛布拉卡拉汉荣获2023年罗纳德C戴维森等离子体物理学奖

《等离子体物理学》将 2023 年罗纳德·C·戴维森等离子体物理学奖授予黛布拉·卡拉汉 (Debra Callahan)，以表彰她的论文《探索壳与胶囊的比率、脉冲长度和桩能量的极限》国家点火装置激光器上的对称黑腔驱动器。”

该年度奖金 5,000 美元是与物理学会等离子体物理学分部合作颁发的，以表彰等离子体物理学作者的杰出等离子体物理学研究。

“本文提出了优化 NIF 内爆对称性所需的关键设计参数的经验模型和工具。该模型现在被称为“黛比 P2 模型”，成为“混合”战略的关键部分，导致国家点火设施燃烧等离子体和点火。”等离子。“我非常高兴看到黛比·卡拉汉因其富有洞察力的论文以及她在该领域鼓舞人心的领导力而获得罗纳德·C·戴维森奖。”

聚变是发生在恒星核心的极其强大的过程，涉及两个原子核合并形成一个更重的原子核。聚变过程中释放的大量能量长期以来一直成为寻求在实验室环境中复制、控制和捕获该过程的实验的主题。卡拉汉将她的整个职业生涯奉献给了这个追求。

“我在劳伦斯利弗莫尔国家实验室工作了 35 年，从那里的研究生开始，一直到获得博士学位。1993 年获得加州大学戴维斯分校博士学位，”卡拉汉说。“自 2009 年他们的国家点火装置 (NIF) 激光器成立以来，我就参与了该项目的实验。2021 年 9 月，我们实现了在实验室点燃聚变目标的目标，并于 2022 年 12 月实现了净增益。”

用核聚变的术语来说，净增益意味着实验产生的能量多于启动时所需的能量。这是历史性的一步，被誉为寻求可持续能源替代品的巨大成就。但到达那里非常复杂。

为了复制为恒星提供动力的熔炉，科学家们使用强大的激光来极大地压缩一小块燃料，从而产生发生聚变所需的极高温度和密度。这个直径只有 1 毫米多一点的燃料小球是整个过程的关键。这就是卡拉汉发挥作用的地方。

卡拉汉说：“燃料必须以非常对称的方式压缩，这样它才能保持球形。” “NIF 面临的挑战之一是以能够实现这种对称性的方式设计靶标。我们的论文描述了一个简单的模型，它能够在给定的输入条件下预测对称性，并且这项工作成为目标设计策略的一部分，最终使我们实现了点火和净增益。”

卡拉汉对物理的热爱可以追溯到高中时代，当时她发现自己对科学和数学的双重迷恋可以融入到将两者结合起来的第三个领域。最初，她想成为一名物理老师，但在大学里，她了解了更多有关物理研究的知识，并受到教授的鼓励去读物理研究生院。

卡拉汉表示，她很荣幸获得罗纳德·C·戴维森奖。

“这篇论文是我最引以为豪的工作(至少到目前为止!)，”她说。“罗恩·戴维森是我们领域的巨人。我认为他会非常高兴看到我们在 NIF 上取得的成果。”

至于下一步，卡拉汉在工作 35 年后离开了 LLNL，去年加入了一家核聚变初创公司 Focused Energy。该公司的目标是让我们从在 NIF 实现净收益的“A”到开发提供清洁能源的聚变发电厂的“B”。她目前正在研究一种相关但不同的聚变方法，她描述该方法非常适合惯性聚变能源发电厂。

“这是融合的下一个重大挑战，”她说。

今年的奖项评选委员会由《等离子体物理学》编辑顾问委员会成员 William Daughton(洛斯阿拉莫斯国家实验室)、Vinícius Duarte(普林斯顿等离子体物理实验室)、Eric Esarey(劳伦斯伯克利国家实验室)和 Omar Hurricane(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)组成)——以及代表 APS-DPP 的 Ian Hutchinson(麻省理工学院，去年的获奖者)——审查了被引用次数最多和浏览次数最多的论文，并提名了来自等离子体物理学各个主题重点领域的几位作者。最终选择是由全体编辑顾问委员会投票决定的。

2023 年 Ronald C. Davidson 等离子体物理学奖将在 APS 等离子体物理学分部第 65 届年会上颁发给卡拉汉。

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