七十多年来，聚变研究人员一直试图在盒子里造出一颗恒星，而七十多年来，这颗恒星一直拒绝配合。如今，美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的科学家表示，他们发现了一种可能高效得多的实现聚变点火的方法——只需改变等离子体加热和压缩的顺序。这在物理学上相当于发现你一直以来组装宜家家具的顺序都是错的。

这里长期以来的数学规则是劳森判据，它决定了等离子体能否在无需外部加热的情况下保持足够长时间的高温和高密度以维持聚变。它告诉你点火所需的条件。但它并没有告诉你达到这一目标的最有效方式——有点像一张地图，显示了目的地，却坚持要你自己去弄清楚山脉。

PPPL物理学家路易斯·德尔加多-阿帕里西奥、小野正行和乔纳森·梅纳德现在开发了一个更全面的判据版本，纳入了影响聚变性能的四个额外因素。他们的研究发表在《物理评论快报》上。公告中没有具体说明这四个额外因素，大概是因为这些细节你得去读论文才能知道。

这项研究聚焦于等离子体，即物质的第四态，当气体能量高到其粒子携带电荷时就会形成。在聚变反应堆中，这种极热物质包含研究人员希望结合的原子核，通过核聚变释放能量。最终目标是燃烧等离子体——即聚变反应产生的热量足以维持过程而无需持续外部加热。高效实现这一目标仍然是聚变能源研究中最重要的挑战之一，同时还要记住你把内六角扳手放在哪里了。

德尔加多-阿帕里西奥将这一发现比作找到一条穿越山脉的更高效路线。想象聚变点火所需的能量是一片以高耸山峰为主的景观。目的地就在另一边，但有几条可能的路线。许多提出的策略基本上都是试图直接翻越这座山——先增加等离子体密度，然后提供巨大热量以达到点火。新的计算表明，在使等离子体变得更稠密之前先加热它可能效率要高得多，避免最高的能量需求，同时仍能达到所需条件。

“很多公司想正面翻越这座山，花费巨大能量到达那里，”德尔加多-阿帕里西奥说。“绕开山峰吧。你以更聪明的方式到达同一个地方，而且使用的能量少得多。”任何看过GPS实时重新计算路线的人都会觉得这话很熟悉。

研究人员在这片数学景观中确定了一个特别重要的区域，称为科迪鞍点。在地理术语中，鞍点是高地之间的低通道。在聚变物理学中，它代表边界上相对容易到达的一个点，该边界将仍需要外部加热的等离子体与能够维持自身聚变反应的等离子体分开——相当于不需要氧气瓶的山口。

为了评估不同路线，科学家们使用了一种称为Q的测量值，它比较聚变反应产生的功率与提供给等离子体的外部加热功率。Q值为5意味着聚变反应产生的功率是外部加热系统提供的五倍。在仅包含纯聚变燃料的理想化等离子体中，科迪鞍点大约出现在Q=5处。然而，实际的聚变系统要复杂得多。等离子体中的污染物和极强的磁场会改变这个通道的位置，增加到达它所需的Q值。