她還在睡覺,人類卻改寫了能源歷史:華裔女科學家引爆「核聚變時刻」

2022年12月的一個清晨,當大多數人還在睡夢中時,女物理學家譚美(Tammy Ma)的職業生涯迎來了高光時刻,而當時她本人正在沉睡。

在加州利佛摩的勞倫斯利佛摩國家實驗室內,國家點火設施的192束激光同時射向一顆胡椒粒大小的燃料丸。

這場實驗不僅驗證了核聚變的理論,更實現了人類歷史上首次可控核聚變的「凈能量增益」,產生的能量超過了輸入的能量。這是一個裡程碑式的突破,標志著人類向清潔、近乎無限的能源未來邁出了關鍵一步。

然而,譚美真正醒來時,等待她的不是實驗室的歡呼,而是屏幕上密密麻麻的信息。

團隊成員告訴她:伽馬射線警報響起,目標大廳的熒光燈熄滅,初步數據令人振奮。但譚美和她的團隊沒有立刻宣布這一消息。他們反覆核對數據,整整一周后才敢召開新聞發布會。「我們以前吃過虧,知道必須謹慎再謹慎,」譚美事後回憶道。

這種謹慎源於國家點火設施長期以來的挑戰。作為由納稅人資助的項目,它承載著巨大的期望,但也屢屢受挫,曾一度讓人擔憂其未來的資金支持。

現年42歲的譚美是國家點火設施所屬利佛摩聚變技術研究所(LIFT)的主任。她的研究核心是核聚變,是一種複製太陽能量產生過程的技術,若成功實現商用,將為全球提供近乎無限的清潔廉價能源。

譚美的父母是來自的移民,他們把視為成功的途徑。

作為一名電氣工程師,父親經常駕駛著那輛老舊的灰色凱美瑞,載著譚美和弟弟翻過家附近的山丘,前往利佛摩參加各種STEM推廣活動。

高中時期,譚美對航空航天工程抱有濃厚興趣,夢想成為一名宇航員。

但在高中畢業后的那個夏天,她在利佛摩國家實驗室實習,每天對著電腦屏幕八小時,徒勞地在土星和天王星之間尋找新的行星。

期間,她參觀了尚未完工的國家點火設施,站在直徑30英尺的巨大藍色球形靶室下方,心中充滿了震撼。「如果能在這個尺度上做科學研究,那該有多酷,」她當時這樣想。

這段經歷徹底改變了她的人生軌跡。

她進入加州理工學院學習航空航天工程,之後又在加州大學聖地亞哥分校獲得碩士和博士學位。2010年,她如願加入勞倫斯利佛摩國家實驗室,投身於她眼中「人類所能面對的最難的科學問題」。

2022年12月5日,譚美和團隊終於等來了歷史性時刻。

當192束激光聚焦于燃料丸時,原子被迫發生聚變,併產生了凈能量增益。雖然當時譚美在去華盛頓的飛機上,但她抑制不住內心的激動,在舊金山機場給母親發了一條簡訊:「媽媽,我想我們實現了點火!」

這不僅是科學的勝利,也是譚美多年來堅持「大科學、團隊協作」理念的勝利。她認為,如此宏大的科研項目,絕非單打獨鬥能夠完成。「你需要優秀的團隊、大量的資源,還需要科學界和政府的支持。而在利佛摩,這些條件都具備了。」

儘管核聚變的前景令人激動,譚美始終保持清醒。

她深知,國家點火設施的核心任務遠不止清潔能源研究,還包括支持材料科學和核武器管理,通過在極端條件下研究物質反應來測試氫彈性能,而無需進行實際引爆。她堅信,向潛在對手展示國家的科學實力,本身就是一種重要的威懾手段。

當許多核聚變研究者擔心公眾對「核」字的敏感而刻意迴避時,譚美卻持不同態度。「核聚變本身就是一種核過程,」她說,「我們的責任是清楚地溝通,而不是含糊其辭。」

她強調,核聚變的風險更接近核醫學,而非核裂變,沒有放射性廢料處理難題,也沒有熔毀的風險。

如今,譚美很少有時間親自在實驗室里操作設備。

「我連怎麼擰螺絲都快忘了,」她笑著說。她的工作重心轉向了更廣泛的科學外交和政策諮詢。她頻繁出現在高端國際會議、TED演講台、甚至小學生的課堂上,向公眾和政府解釋核聚變的潛力與挑戰。

她與能源部合作,參與制定國家聚變能戰略,推動公共與私人聚變項目的合作。2024年,她被任命為美國能源部聚變能源科學諮詢委員會(FESAC)的副主席,並參与撰寫十年規劃,為美國聚變研究描繪藍圖。

儘管挑戰重重,譚美依然對未來充滿信心。她的願景清晰而堅定:通過科學與工程的共同努力,讓核聚變最終成為人類可持續能源的一部分。

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