數十年來，物理學家一直對融合反應堆內部的一種現象感到困惑，這種現象違反了傳統理論：熱量以不可能的速度從核心逸散到邊緣。現在，日本國立融合科學研究所（NIFS）的一組研究人員破解了這個難題，發現等離子體湍流的行為更像是一支美式足球隊在執行完美時機的長傳，而不是像緩慢流動的液體。這一發現幫助解釋了為什麼保持足夠熱的等離子體以進行融合——需要超過 1 億度的高溫——是極其困難的。這些結果為未來反應堆的穩定提供了新的見解。
根據傳統物理學，反應堆內的熱量應該緩慢擴散，逐漸從熱中心向較冷的邊緣移動。然而，實驗一再顯示，熱量可以幾乎瞬間穿越約束場，這種詭異的行為削弱了能源生產所需的磁約束。NIFS 的研究人員在大型螺旋裝置（LHD）上工作，現在已經識別出主要問題：一種特定類型的介導湍流。研究團隊用運動比喻來解釋這一物理現象，描述等離子體的行為有兩種明顯的模式。在過去，科學家只考慮了奔跑的戰術，這種湍流逐漸地攜帶熱量，就像一名球員抱著球向前跑。新的研究揭示，等離子體還有傳球的戰術。在核心被加熱後，這種介導湍流在不到十分之一萬秒的時間內連接了反應堆的遙遠區域，有效地執行了一次長距離的子彈傳球，讓熱量繞過中間空間，瞬間影響邊緣。
為了觀察這種瞬時行為，研究團隊必須超越標準觀察方法。他們對等離子體施加了短促而強烈的加熱脈衝，並使用高精度的診斷工具，能夠在微秒級別測量變化。數據顯示出明顯的因果關係：較短的加熱脈衝實際上增強了介導湍流，加速了熱量的逸散。這證實了湍流不僅僅是一種混亂的現象；它是一個複雜的系統，同時執行兩個角色——局部運輸熱量，同時連接遙遠的區域。
這一突破將該領域的研究從僅僅觀察快速熱量逸散，轉向理解其機制。通過識別負責長傳的特定湍流，科學家們現在有了控制的目標。如果工程師能夠減弱這種介導湍流，他們可能可以將等離子體強迫回到一種較慢、更可控的奔跑模式，讓熱量在核心中保持更長時間。這一控制水平是將融合技術變為可行、無限能源來源的重要一步。研究人員在新的研究中表示：「這項研究提供了對長期假設的介導通路的首個明確實驗證據，驗證了等離子體物理中的關鍵理論預測。」
由於這種同時的長距離反應也發生在其他自然系統中，如洋流和大氣模式，因此這一發現可能對氣候科學和材料工程產生深遠影響。
