70年以上にわたり、核融合研究者たちは箱の中に星を作ろうとしてきた。そして70年以上にわたり、その星は協力することを拒んできた。今、米国エネルギー省のプリンストン・プラズマ物理研究所（PPPL）の科学者たちは、プラズマを加熱し圧縮する順序を変えるだけで、核融合点火を達成するための潜在的にずっと効率的な方法を発見したと主張している。これは物理学で言えば、IKEAの家具をずっと間違った順番で組み立てていたことに気づいたようなものだ。

ここでの長年の数学的ルールブックはローソン基準であり、これはプラズマが外部加熱なしで核融合を持続するのに十分な高温と高密度を保てるかどうかを決定する。点火に必要な条件を教えてくれる。しかし、そこに到達するための最も効率的な方法を教えてくれるわけではない——目的地は示すが、山脈は自分で何とかしろと言い張る地図のようなものだ。

PPPLの物理学者ルイス・デルガド＝アパリシオ、小野雅之、ジョナサン・メナードの各氏は、核融合性能に影響を与える4つの追加要因を組み込んだ、より包括的な基準を開発した。彼らの発見はPhysical Review Lettersに掲載された。4つの追加要因は発表では明記されていない。おそらく、論文を読まなければわからない類の詳細だからだろう。

研究はプラズマに焦点を当てている。プラズマは物質の第4の状態で、気体が非常に高エネルギーになり、粒子が電荷を帯びることで形成される。核融合炉では、この極めて高温の物質に、研究者が結合させたい原子核が含まれており、核融合を通じてエネルギーを放出する。究極の目標は燃焼プラズマ——核融合反応が外部加熱なしでプロセスを持続するのに十分な熱を生成する状態——だ。これを効率的に達成することは、アレンキーをどこに置いたか思い出すことと並んで、核融合エネルギー研究における最も重要な課題の一つであり続けている。

デルガド＝アパリシオはこの発見を、山脈を通るより効率的なルートを見つけることに例えている。核融合点火に必要なエネルギーを、そびえ立つ山が支配する風景として想像してほしい。目的地は反対側にあるが、いくつかの可能なルートがある。多くの提案された戦略は、本質的に山を直接登ろうとする——まずプラズマ密度を上げ、次に点火に達するために膨大な熱を供給する。新しい計算は、プラズマを高密度にする前に加熱する方がかなり効率的で、最高のエネルギー要件を避けつつ望ましい条件に到達できる可能性を示唆している。

「多くの企業は山に正面から登り、そこに到達するために膨大なエネルギーを費やそうとしている」とデルガド＝アパリシオは言う。「代わりに山頂を迂回せよ。同じ場所にはるかに賢い方法で到達し、はるかに少ないエネルギーで済む」。これは、GPSがリアルタイムで再計算するのを見たことがある人なら誰でも聞き覚えのある意見だろう。

研究者たちは、この数学的風景の中で特に重要な領域を特定した。コーディ・サドルと呼ばれる。地理学的に、サドル（鞍部）は高地間の低い通路を指す。核融合物理学では、外部加熱をまだ必要とするプラズマと、自らの核融合反応を持続できるプラズマを分ける境界に沿った、比較的アクセスしやすい点を表す——酸素ボンベを必要としない山道の核融合版だ。

異なるルートを評価するために、科学者たちはQと呼ばれる測定値を使用した。これは核融合反応によって生成される出力と、プラズマに供給される外部加熱出力を比較する。Q値が5とは、核融合反応が外部加熱システムが供給する出力の5倍を生成することを意味する。純粋な核融合燃料のみを含む理想化されたプラズマでは、コーディ・サドルはおよそQ = 5で発生する。しかし、実際の核融合システムははるかに複雑だ。プラズマ内の汚染物質と極めて強い磁場は、この通路の位置をずらし、到達するために必要なQ値を増加させる可能性がある。