Para ilmuwan yang terlibat dalam proyek “Matahari buatan” atau EAST di China telah berhasil mencapai “regime tanpa kepadatan” yang sebelumnya hanya dihipotesiskan dalam eksperimen plasma fusi. Dalam kondisi ini, plasma tetap stabil meskipun kepadatan plasma jauh melebihi batas tradisional yang telah ada. Hasil penelitian yang diterbitkan dalam Science Advances pada 1 Januari memberikan wawasan baru tentang bagaimana hambatan fisik yang sulit dalam energi fusi akhirnya dapat diatasi dalam perjalanan menuju ignisi. Penelitian ini dipimpin oleh Ping Zhu, seorang profesor dari Huazhong University of Science and Technology, bersama Ning Yan, seorang associate profesor dari Hefei Institutes of Physical Science di Chinese Academy of Sciences. Dengan pengembangan pendekatan operasi berdensitas tinggi baru untuk EAST, peneliti berhasil menunjukkan bahwa densitas plasma dapat ditingkatkan melebihi batas empiris yang telah berlaku tanpa menyebabkan ketidakstabilan yang mengancam eksperimen. Temuan ini menjadi tantangan terhadap asumsi yang sudah berlaku selama puluhan tahun tentang perilaku plasma tokamak pada densitas tinggi.
Fusi nuklir dianggap sebagai sumber energi bersih dan berkelanjutan yang memiliki potensi besar. Namun, eksperimen tokamak selama ini telah terbatas oleh batas densitas atas yang menyebabkan ketidakstabilan yang mengganggu. Teori baru yang dikenal sebagai plasma-wall self organization (PWSO) memberikan penjelasan alternatif mengenai munculnya batas kepadatan tersebut. Konsep ini pertama kali diusulkan oleh peneliti dari Prancis. EAST berhasil memberikan konfirmasi eksperimental atas ide teoretis ini dengan mengontrol tekanan gas bahan bakar awal dan menerapkan pemanasan resonansi siklotron elektron selama fase awal. Dengan strategi tersebut, penumpukan kontaminan dan kerugian energi dapat berkurang secara signifikan, memungkinkan peningkatan densitas plasma secara bertahap.
Temuan ini memberikan wawasan fisik baru tentang bagaimana hambatan densitas dalam operasi tokamak dapat diatasi, mendukung upaya mencapai pembakaran fusi. Eksperimen EAST membuka jalur praktis dan skala besar untuk memperluas batas densitas dalam tokamak dan perangkat fusi plasma generasi berikutnya. Ini merupakan langkah penting dalam pengembangan energi fusi sebagai sumber energi bersih di masa depan.
