我国新一代“人造太阳”首次放电，人类能制造的最高温度是多少？

据央视新闻等媒体报道，今年12月4日14时02分，我国新一代“人造太阳”，位于成都市的中国环流器二号M装置（HL-2M）建成并实现首次放电。专家认为这意味着我国已经掌握大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术，为今后我国核聚变堆的自主设计与建造积累了丰富经验。

据介绍，“中国环流器二号M装置”是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，可以制造出大量的等离子体，其温度可达1.5亿℃。

1.5亿℃是个什么概念呢？我们先来看几个典型的温度：

室温大约就是20℃左右，标准大气压下开水的温度为100℃，

对于太阳，其表面温度6000℃，但是内部温度则高达20000000℃，即2千万℃；

太阳的结构

而更剧烈的核爆，其中心温度则能高达100000000摄氏度，即1亿℃。

此次的先进磁约束核聚变实验研究装置内部发生的是核聚变，产生的温度比太阳内部的温度还要高。那么1.5亿℃是人来能制造的温度上限吗？

答案是否定的！目前的人造温度最高能到2320000000000摄氏度，即2.32万亿℃，在这个温度前，上面提到的温度，一个能打的都没有！那么这样的高温在地球的什么地方能找到呢？答案就是粒子对撞机中！

粒子对撞机是高能物理学家用于研究物质结构的机器，把微观粒子加速到接近光速再进行对撞，就会撞出大量的粒子，通过对这些粒子进行分析研究，就有可能获得关于微观粒子的性质。比较常见的对撞类型有电子-电子对撞、质子-质子对撞等。今天要说的则是叫做“重离子对撞机”，这是通过加速重原子核（比如金核等）并对撞的机器。重原子核体积往往比较大，对撞之后会在瞬间且小范围内产生大量的粒子，温度迅速上升。这样的对撞机，目前全世界有两台，一台是在美国布鲁克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机（RHIC），一台是在欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）（LHC对撞的是质子而不是重离子）

相对论性重离子对撞机RHIC内部一角

有的人可能会问：这么高的温度，该用什么容器装呢？

这么高的温度当然没有任何材料能顶得住。连原子核都能熔化的温度，任何材料都是无法承受的。在核聚变实验中，会使用磁约束把高温物质约束起来，也就是我们常说的托卡马克装置，高温的等离子在磁场的约束下绕着中间旋转，一直运动，几乎不会碰到容器上。

托卡马克装置内部视图

但是在对撞机中我们不需要考虑这个问题，因为这样的过程在对撞机内瞬间就结束了。原子核对撞后熔化升温，然后就会膨胀冷却，最后变成粒子飞到探测器中。从发生对撞到被探测器探测到这段时间里，整个过程是飞秒（ 0.0000000000000001秒）这样的量级，所以不需要任何容器去装这团物质。这团高温的物质也有一个学名，叫做“夸克胶子等离子体”。

另外，根据目前的研究，科学家们相信在宇宙大爆炸后的极短的时间内，宇宙中的物质就处在夸克胶子等离子体，温度也高于2.32万亿摄氏度。随着宇宙的膨胀冷却，大约在0.00001秒~0.0001秒的时候，夸克胶子等离子体冷却，变成了各种各样的强子，比如质子和中子，进而结合成原子核。

宇宙的演化

可以说，我们通过对撞机，在实验室里还原出了宇宙大爆炸后物质的状态，这也给我们提供了进一步研究宇宙起源和物质演化的条件。