新工具需要用到世界上最大的脉冲能量发生器(译者注：也就是“Z机”)。

“Z机”位于新墨西哥州阿尔伯克基市，属于脉冲能量工程的一部分。该工程始于1960年代的桑迪亚国家实验室。脉冲能量发生器可以聚集电能转变为大功率短脉冲用来产生X射线和γ射线。来源:兰迪·蒙托亚/桑迪亚国家实验室

有许多不同的理论阐述了如何完美地控制罕见的灾难级小行星撞击。但有效的验证这些理论来应对真正的太空撞击是复杂、昂贵且耗时的。实际部署一枚核弹去验证一下是其中最具戏剧性的提议之一，现在研究人员确信他们创造了一种相对简单的方法来评估这一提议。桑迪亚国家实验室的一个团队设计了一种他们称之为“X射线剪刀”的新工具，来成功完成他们最新的实验。

2022年，NASA的双小行星改道测试(DART)任务成功预警了一颗小行星的轨迹。他们让一架航天器撞击了这颗宽约560英尺(约170米)，时速13000英里(约2万公里/小时)的小行星。作为研究偏转近地小行星的应急计划的重要时刻，整个项目显然不便宜。完成这项任务总共约花费3.245亿美元(约合人民币22.76亿元)。这意味着反复进行撞击实验去进一步研究小行星的偏转是不可行的。但如果你能在实验室里模拟一颗小行星、它周围的环境以及核爆炸冲击的话，你就能做许多实验模型。

物理学家南森·摩尔(隶属于桑迪亚国家实验室)领导的团队，依靠房间大小的“Z机”模拟了核爆炸。“Z机”是世界上最大的脉冲能发生器。正如国家地理杂志所说：一旦“Z机”启动，氩气会受到大量电能的冲击，进而爆发为类似太阳表面的超热等离子体。这种等离子体还能产生兆焦尔能量级别的X射线辐射爆发，类似于太空核爆。“Z机”所产生的叠加能量甚至能融化钻石。

摩尔的团队推断：向目标阱中放置一个微型模拟小行星能够模拟大得多的太空碰撞情景比如实际的核打击。但地球重力一直是个反复出现的困扰。

“外太空的小行星不与任何事物固联。但实验室里存在地球引力，所以每样事物都通过引力固定在某处。”摩尔在9月23日的的公告上做出了解释。而且，当机械附件产生摩擦时，重力阻止任何形式的小行星像在太空中那样运行。

摩尔团队把他们的替代方案称作“X射线剪刀”。首先研究员把0.1克二氧化硅通过厚度大约八分之一人类头发直径的箔片悬挂在“Z机”的目标阱里。当“Z机”发射X射线暴时，这个超薄的锚点立刻就会被气化。在这短短的一瞬间，悬空的二氧化硅样品将处于自由漂浮的状态不受任何重力的影响。

“在1纳米的下坠过程，20微秒的时长内，我们可以忽略地球的重力，同时”Z机“产生一束X射线暴划过12.5毫米约一指宽的模拟小行星表面”摩尔说道。

团队用极其敏感的设备检测二氧化硅锚点在这20微秒内所收到冲击的能量和速度，并把数据接入一个能够模拟指数级大的小行星和核弹的模型。实验结果发布于9月23日的《自然物理》杂志上，展示了这一模型建立的早期阶段。至此，计算机模型也许很快就能帮助专家运行数十个小行星偏转模型，而不需要真实的小行星，核弹或者航天器。

在研究员考虑向来袭小行星发射核弹以防止即将到来的厄运之前，还有很长的路要走。

而且有理由相信这个方案可能永远不用实施。小行星不仅仅由二氧化硅组成，而是一大批不同的矿物。甚至有时都不是单独的石块而是一群靠引力相互吸引的小碎片。在发射核弹之前，所有这些变量都需要被研究和解决。而“Z机”和“X射线剪刀”可能为实现这样的未来迈出第一步。

摩尔表示：“对大多数人来说，小行星的威胁看上去很遥远，但其实地球每天都被BB弹大小的小行星击中。我们叫他们流星。我们不能等大型的小行星来了才仓促计算正确的偏移小行星的方法”。

投稿：dobak
原文：https://www.popsci.com/science/x-ray-scissors-asteroid/

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