2026年1月8日，由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室领衔的联合研究团队在《自然通讯》发表了题为《基于等离子体尾波加速的激光驱动水中激波多信使动态成像研究》的论文。该研究首次利用X射线与电子束对激光激发的水中激波进行同步“双视角”成像，以“多信使”观测手段拍摄出激波动态传播的“微观电影”。团队通过自主研发的皮秒-微米级超高分辨率成像系统，在分子尺度上实现了对激光驱动激波演化过程的实时观测。这一技术突破为惯性约束聚变关键物理过程的数值模拟提供了全新的实验验证手段，有望推动聚变能源研究向实用化迈出关键一步。
研究源于2019年由密歇根大学博士生Mario Balcazar提出的初步设想，旨在通过高强度激光产生的X射线实现等离子体快速运动过程的动态成像，为聚变研究提供更精确的诊断方法。实验团队采用头发丝粗细的流动水射流作为靶材，克服了真空环境下结冰问题，实现了每秒一次的激光轰击频率，并利用激光等离子体加速器产生超快X射线和高能电子束，通过调整探测激光与激波产生激光的时间差，拼接出激波演变的连续影像。
团队在研究中发现，通过结合电子探针与X射线视图的双视角观测，揭示了之前单靠X射线未能发现的环绕水射流的薄层水蒸气。该蒸气层起到了缓冲作用，使激波能够对称压缩水体，这一机制类似于惯性约束聚变中靶材外部包裹低密度泡沫以实现均匀压缩的过程。这一“蒸气辅助对称性”的首次清晰观测，使水射流实验平台成为研究聚变相关对称效应的缩比模型。
本研究在美国能源部LaserNetUS计划的支持下，依托劳伦斯伯克利国家实验室BELLA中心的100太瓦激光系统完成。该实验平台首次面向多机构用户开放，凝聚了伯克利实验室、密歇根大学、SLAC国家加速器实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、德克萨斯大学奥斯汀分校及伦敦帝国理工学院六所机构的交叉学科智慧。
